数据结构——队列

1.队列的定义

在了解队列前,我们还需要了解一下线性表

线性表:是具有相同数据类型的n个数据元素的有限序列,其中n为表长,当n等于0的时候说明这个线性表是一个空表

栈:是只允许在一端进行插入和删除的线性表;

有关栈的博客:数据结构------栈

队列定义:是只允许在一端进行插入,在另一端删除的线性表;

请看下列彩图;

F从队尾插进队列,A从队头从队列中删除

有关队列的重要术语:队头,队尾,空队列

队头:允许删除元素的一端

队尾:允许插入的一端

空队列:队列里面没有元素

队列的特点:先进先出(FIFO)

队列的定义:(一种抽象数据类型(ADT)。队列是一种线性数据结构,它包含一系列按顺序排列的元素,并且具有先进先出(FIFO)的特性。队列可以通过数组、链表或其他数据结构来实现,但它本身是一种抽象概念,不一定要用结构体来实现,但是由于是萌新吧,我觉得我能定义的队列就是由结构体所构成的)

cpp 复制代码
#define maxsize 10	//定义队列中元素的最大个数
typedef int ElemType; 
typedef struct
{
    ElemType data[maxsize];	//存放队列元素
    int front,rear;//队头指针和队尾指针
} SqQueue;

2.队列的相关基本操作

差不多,"还是熟悉的配方",那我们一起来看看都有那些操作呢?

创,增,删,查,判空/判满

1.InitQueue(*Q):初始化队列,构造一个空队列

cpp 复制代码
void InitQueue(*Q)
{
    Q.front=0;//将队头指针和队尾指针都指向0
    Q.rear=0;
    //队头指针指向的事队头元素;队尾指针指向的事即将插入元素的位置
}

2.判空:判断这个队列是否是空队列

cpp 复制代码
bool QueueEmpty(SqQueue Q)
{
    if(Q.front==Q.rear)//如果队头指针等于队尾指针则说明是空队列
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false'
    }
}

循环队列:后面满了,就再从头开始,也就是头尾相接的循环。我们把队列的这种头尾相接的顺序存储结构称为循环队列。

该怎么去实现,就需要(Q.rear+1)%maxsize

那么判满条件是什么呢?是否是 Q.rear==Q.front呢?

那么很明显应该不是,否则和判空条件一样了,无法进行区分

真正的判满条件:(Q.rear+1)%maxsize==Q.front

这么做确实可以区分,但是代价就是要浪费一个空间(后续会将不浪费空间的)

3.EnQueue(*Q,x):入队,若队列Q未满,将x加入,使其成为新的队尾

cpp 复制代码
bool EnQueue(SqQueue *Q,ElemType x)//入队操作
{
    if(Q.rear+1)%maxsize==Q.front)//判满条件
    {
        return false;//满了就直接报错
    }
    Q.data[Q.rear]=x;//如果队列没有满,那么我们将新来的元素x存储在队尾指针指向的位置
    Q.rear=(Q.rear+1)%maxsize;//队尾指针自增,指向下一个该插入的位置
    return true;
}

4.DeQueue(*Q,*x):出队:若队列非空,删除队头元素,并用x返回;

cpp 复制代码
bool DeQueue(SqQueue *Q,ElemType *x)
{
    if(Q.front==Q.rear)//判空条件
    {
        return false;//是空的直接报错
    }
    x=Q.data[Q.front];//将队头元素出队
    Q.front=(Q.front+1)%maxsize;//将队头元素向后移一下
    return true;
}

5.GetHead(Q,*x):读取队头元素,若队列Q非空,则将队头元素赋给x

cpp 复制代码
bool GetHead(SqQueue Q,ElemType *x)
{
    if(Q.front==Q.rear)//判空条件
    {
        return false;//是空的直接报错
    }
    x=Q.data[Q.front];//将队头元素找出来
    return true;
}

这时候细心的看客可能就会想到,up,up,你不是说有不浪费空间的写法吗?怎么还不说啊,

个位看官莫想太多,书中故事是队列蹉跎,且听我细细道来

原神启动 ,搞错了 ,planB启动:

一定不能浪费空间的话

我们可以设置一个变量size,用于统计出队和入队的次数,

出队的话size-1,入队的话,size+1;看最后size的值就可以明白是队满还是对空了

请看代码

cpp 复制代码
#define maxsize 10	//定义队列中元素的最大个数
typedef int ElemType; 
typedef struct
{
    ElemType data[maxsize];	//存放队列元素
    int front,rear;//队头指针和队尾指针
    int size;//队列当前长度,遇到入队size++,遇到出队size--;
} SqQueue;
//判断条件
if(size==maxsize)//队满
if(size==0)//队空

planC启动

或者说是设置一个变量tag,用于统计最近一次操作是入队,还是出队

tag=0,代表出队,tag=1,代表入队

cpp 复制代码
#define maxsize 10	//定义队列中元素的最大个数
typedef int ElemType; 
typedef struct
{
    ElemType data[maxsize];	//存放队列元素
    int front,rear;//队头指针和队尾指针
    int tag;//最近一次操作,遇到入队tag=1,遇到出队tag=0;
} SqQueue;
//判断条件
if(tag=1&&Q.front==Q.rear)//队满
if(tag=0&&Q.front==Q.rear)//队空

总结:以上就是今天对队列方面的理解是BFS的基础,后续的BFS会补在这篇博客上

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