隊(duì)列的定義:
隊(duì)列(Queue)是只允許在一端進(jìn)行插入,而在另一端進(jìn)行刪除的運(yùn)算受限的線性表。
(1)允許刪除的一端稱為隊(duì)頭(Front)。
(2)允許插入的一端稱為隊(duì)尾(Rear)。
(3)當(dāng)隊(duì)列中沒有元素時(shí)稱為空隊(duì)列。
(4)隊(duì)列亦稱作先進(jìn)先出(First In First Out)的線性表,簡稱為FIFO表。
隊(duì)列的修改是依先進(jìn)先出的原則進(jìn)行的。新來的成員總是加入隊(duì)尾,每次離開的成員總是隊(duì)列頭上的(不允許中途離隊(duì))。
隊(duì)列的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)
隊(duì)列的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)
(1) 順序隊(duì)列的定義:
隊(duì)列的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)稱為順序隊(duì)列,順序隊(duì)列實(shí)際上是運(yùn)算受限的順序表。
(2)順序隊(duì)列的表示:
和順序表一樣,順序隊(duì)列利用內(nèi)存中一段連續(xù)的存儲(chǔ)空間來存放當(dāng)前隊(duì)列中的元素。
由于隊(duì)列的隊(duì)頭和隊(duì)尾的位置是變化的,設(shè)置兩個(gè)指針front和rear分別指示隊(duì)頭元素和隊(duì)尾元素,它們的初值在隊(duì)列初始化時(shí)均應(yīng)置為0。
(3)順序隊(duì)列的基本操作
入隊(duì)時(shí):將新元素插入rear所指的位置的后一位。
出隊(duì)時(shí):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
①“下溢”現(xiàn)象
當(dāng)隊(duì)列為空時(shí),做出隊(duì)運(yùn)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(dāng)隊(duì)列滿時(shí),做進(jìn)棧運(yùn)算產(chǎn)生空間溢出的現(xiàn)象。“真上溢”是一種出錯(cuò)狀態(tài),應(yīng)設(shè)法避免。
?、?"假上溢"現(xiàn)象
由于入隊(duì)和出隊(duì)操作中,頭尾指針只增加不減小,致使被刪元素的空間永遠(yuǎn)無法重新利用。當(dāng)隊(duì)列中實(shí)際的元素個(gè)數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于內(nèi)存中本分配的空間時(shí),也可能由于尾指針已超越向量空間的上界而不能做入隊(duì)操作。該現(xiàn)象稱為"假上溢"現(xiàn)象。如下圖
循環(huán)隊(duì)列:
如上圖所示,這種頭尾相接的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)稱為循環(huán)隊(duì)列(circular queue)。
循環(huán)隊(duì)列中需要注意的幾個(gè)重要問題:
①隊(duì)空的判定條件,隊(duì)空的條件是front=rear;
②隊(duì)滿的判定條件,(rear+1)%QueueSize=front。QueueSize為隊(duì)列初始空間大小。
循環(huán)隊(duì)列的java實(shí)現(xiàn)代碼
public class Queue {
private int size; //當(dāng)前隊(duì)列元素個(gè)數(shù)
private int[] Array;//存放隊(duì)列元素的數(shù)組
private int MaxSize;//隊(duì)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(duì)列是否為空
public int IsEmpty(){
if(size == 0)
return 0;
return -1;
}
//判斷隊(duì)列是否為滿
public int IsFull(){
if(size == MaxSize)
return 0;
return -1;
}
//返回隊(duì)列長度
public int GetLength(){
return this.size;
}
//隊(duì)列插入
public int EnQueue(int x){
//若隊(duì)列不滿,把x插到隊(duì)尾,返回0;否則返回-1;
if(IsFull() == -1){
Array[size] = x;
size++;
return 0;
}
return -1;
}
//隊(duì)列刪除
public int DeEmpty(){
//若隊(duì)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(duì)列頭部元素
public int GetFront(){
//讀隊(duì)頭,若隊(duì)列非空,則返回隊(duì)列頭元素的值,否則返回-404;
if(IsEmpty() == -1){
return Array[0];