常見基本數據結構——隊列

隊列ADT

像棧同樣，隊列也是一種表。然而使用隊列時插入在一端進行而刪除在另外一端進行。

 隊列模型

隊列的基本操做是Enquene(入隊),它在表的末端插入一個元素，還有Dequene(出隊)，它是刪除在表的開頭的元素。

隊列的數組形式

如同棧的形式同樣，對於隊列而言任何表的實現都是合法的。就像棧同樣，對於每一種操做，鏈表實現和數組實現都給出快速的O(1)運行時間。

對於隊列數據結構，咱們保留一個數組Quene[]以及位置Front和Rear，它們表明隊列的兩端。咱們還要記錄實際存在於隊列中的元素的個數size。全部這些信息是做爲一個結構的一部分，除隊列例程自己外一般不會有例程直接訪問它們。

當一個元素X入隊時，咱們讓Size和Rear增長1，而後至Quene[Rear]=X。若使一個元素出隊，咱們置返回值爲Quene[Front]，而後Size減1，而後使Front增長1。

一個存在的問題是，當入隊了較多元素時，Rear會到達數組的末端，下一個位置多是不存在的，可是數組中的空間可能有較多剩餘。

簡單的解決辦法是，只要Front和Rear到達數組的尾端，它就又繞回開頭。這叫作循環數組實現。

實現迴繞所須要附加的代碼是極小的(雖然它可能使得運行時間加倍)。若是Front或者Rear增長1使得超越了數組，那麼其值就要重置爲數組的第一個位置。

關於隊列的循環實現，有兩件事情要警戒，第一：檢測隊列是否爲空；第二，存在多種表示隊頭和隊尾的操做。例：不使用單元來表示隊列的大小，而是依靠基準狀況，當隊列爲空時Rear=Front-1。隊列的大小經過比較Rear和Front來實現的。若是數組的大小爲ASize時，當有ASize-1個元素時就表示隊列滿了。

 

隊列的聲明

struct QueueRecord;
typedef struct QueueRecord *Queue;

struct QueueRecord{
　　int Capacity;
　　int Front;
　　int Rear;
　　int Size;
　　ElementType *Array;
}

測試隊列是否爲空

void
IsEmpty(Queue Q){
　　return Q->Size == 0;
}

構造空隊列的例程

void
MakeEmpty(Queue Q){
　　Q->Size = 0;
　　Q->Front = 1;
　　Q->Rear = 0;
}

入隊的例程

static int
Succ(int Value, Queue Q){
　　if(++Value == Q->Captity){
　　　　Value = 0;
　　}
　　return Value;
}


void
Enqueue(ElementType X, Queue Q){
　　if(IsFull(Q))
　　　　Error();
　　else{
　　　　Q->size++;
　　　　Q->Rear = Succ(Q->Rear, Q);
　　　　Q->Array[Q->Rear] = X;
　　}
}