隊列的定義:
隊列(Queue)是只允許在一端進行插入,而在另一端進行刪除的運算受限的線性表。
(1)允許刪除的一端稱為隊頭(Front)。
(2)允許插入的一端稱為隊尾(Rear)。
(3)當隊列中沒有元素時稱為空隊列。
(4)隊列亦稱作先進先出(First In First Out)的線性表,簡稱為FIFO表。
隊列的修改是依先進先出的原則進行的。新來的成員總是加入隊尾,每次離開的成員總是隊列頭上的(不允許中途離隊)。
隊列的存儲結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)
隊列的順序存儲結(jié)構(gòu)
(1) 順序隊列的定義:
隊列的順序存儲結(jié)構(gòu)稱為順序隊列,順序隊列實際上是運算受限的順序表。
(2)順序隊列的表示:
和順序表一樣,順序隊列利用內(nèi)存中一段連續(xù)的存儲空間來存放當前隊列中的元素。
由于隊列的隊頭和隊尾的位置是變化的,設置兩個指針front和rear分別指示隊頭元素和隊尾元素,它們的初值在隊列初始化時均應置為0。
(3)順序隊列的基本操作
入隊時:將新元素插入rear所指的位置的后一位。
出隊時:刪去front所指的元素,然后將front加1并返回被刪元素。
(4)順序表的溢出現(xiàn)象
?、?ldquo;下溢”現(xiàn)象
當隊列為空時,做出隊運算產(chǎn)生的溢出現(xiàn)象。“下溢”是正?,F(xiàn)象,常用作程序控制轉(zhuǎn)移的條件。
?、?"真上溢"現(xiàn)象
當隊列滿時,做進棧運算產(chǎn)生空間溢出的現(xiàn)象。“真上溢”是一種出錯狀態(tài),應設法避免。
?、?"假上溢"現(xiàn)象
由于入隊和出隊操作中,頭尾指針只增加不減小,致使被刪元素的空間永遠無法重新利用。當隊列中實際的元素個數(shù)遠遠小于內(nèi)存中本分配的空間時,也可能由于尾指針已超越向量空間的上界而不能做入隊操作。該現(xiàn)象稱為"假上溢"現(xiàn)象。如下圖
循環(huán)隊列:
如上圖所示,這種頭尾相接的順序存儲結(jié)構(gòu)稱為循環(huán)隊列(circular queue)。
循環(huán)隊列中需要注意的幾個重要問題:
?、訇牽盏呐卸l件,隊空的條件是front=rear;
?、陉牆M的判定條件,(rear+1)%QueueSize=front。QueueSize為隊列初始空間大小。
循環(huán)隊列的java實現(xiàn)代碼
public class Queue {
private int size; //當前隊列元素個數(shù)
private int[] Array;//存放隊列元素的數(shù)組
private int MaxSize;//隊列最大尺寸
//構(gòu)造函數(shù)
public Queue(int maxsize){
MaxSize = maxsize;
Array = new int[MaxSize];
size = 0;
}
//判斷隊列是否為空
public int IsEmpty(){
if(size == 0)
return 0;
return -1;
}
//判斷隊列是否為滿
public int IsFull(){
if(size == MaxSize)
return 0;
return -1;
}
//返回隊列長度
public int GetLength(){
return this.size;
}
//隊列插入
public int EnQueue(int x){
//若隊列不滿,把x插到隊尾,返回0;否則返回-1;
if(IsFull() == -1){
Array[size] = x;
size++;
return 0;
}
return -1;
}
//隊列刪除
public int DeEmpty(){
//若隊列不空,則刪除對頭元素,返回該元素的值,否則返回-404;
if(IsEmpty() == -1){
int x = Array[0];
for(int j=0; j
Array[j] = Array[j+1];//前移
MaxSize--;
return x;
}
return -404;
}
//讀取隊列頭部元素
public int GetFront(){
//讀隊頭,若隊列非空,則返回隊列頭元素的值,否則返回-404;
if(IsEmpty() == -1){
return Array[0];