408真题解析-2009-1-数据结构-队列-进出规则-应用

一 题目2009-1

  1. 为解决计算机主机与打印机之间速度不匹配问题,通常设置一个打印数据缓冲区,主机将要输出的数据依次写入该缓冲区,而打印机则依次从该缓冲区中取出数据。该缓冲区的逻辑结构应该是( )。

A栈 B. 队列 C. 树 D. 图

二 题目解析

根据题意是先写入缓冲区的数据先打印出来,即先进先出,队列符合该特性;

三 哔哔详解

3.1 A 栈

特点:后进先出

应用场景:函数调用、表达式求值、括号匹配;

不适用:若用栈,最后写入的数据最先被打印出来,不符合"依次输出要求",故排除该选项;

3.2 B 队列

特点:先进先出

应用场景:任务调度、缓冲区、排队系统;

完全匹配题意:主机依次写入,打印机依次取出,故为正确答案;

3.3 C 树

特点:层次结构,有父子关系,非线性结构;

应用场景:文件系统、数据库索引、决策树等;

树结构复杂,不具备顺序存取特性,也无"先进先出"特性,故排除;

3.4 D 图

特点:顶点和边组成,表示多对多关系。

应用场景:社交网络、路径规划、依赖关系等。

图是高度非线性的结构,故排除。

四 参考答案

参考答案 B

五 考点精析

5.1 队列的基本性质及应用

5.1.1 队列的基本性质

队列(Queue)是一种先进先出(First In First Out,FIFO)的线性数据结构,具有以下核心性质:

操作受限:只允许在表的一端进行插入(入队),在另一端进行删除(出队)

顺序性:先进入队列的元素先被删除,后进入的元素后被删除

基本操作:

入队(enqueue):在队尾插入元素

出队(dequeue):删除队头元素

判空(isEmpty):判断队列是否为空

获取队头(getFront):查看队头元素但不删除

5.1.2 队列的常见实现方式

顺序队列(数组实现)

使用数组存储元素

需要维护队头指针front和队尾指针rear

存在"假溢出"问题,可通过循环队列解决

链式队列(链表实现)

使用链表存储元素,

需要维护头指针和尾指针

不会出现空间浪费,但需要额外的指针空间

循环队列

将数组视为环形结构

通过取模运算实现循环

解决顺序队列的假溢出问题

5.1.3队列的典型应用场景

计算机系统应用

打印机缓冲区:主机将打印任务依次写入队列,打印机按顺序取出打印

进程调度:操作系统使用就绪队列管理等待CPU的进程

消息队列:系统间异步通信,保证消息按顺序处理

网络通信

数据包排队:路由器使用队列缓存待转发的数据包

网络流量控制:通过队列实现流量整形和拥塞控制

算法应用

广度优先搜索(BFS):使用队列存储待访问的节点

层次遍历:二叉树按层遍历时使用队列

任务调度算法:如先来先服务(FCFS)调度算法

实际生活场景

银行排队系统:顾客按到达顺序办理业务

售票系统:购票请求按提交顺序处理

消息中间件:如RabbitMQ、Kafka等消息队列系统

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