7.队列算法
算法：队列算法
队列是一种抽象的数据结构，有点类似于Stacks。与堆栈不同，队列的两端都是开放的。一端始终用于插入数据(入队)，另一端用于删除数据(出队)。队列遵循先进先出方法，即首先访问先存储的数据项。
一个真实的队列示例可以是单车道单向道路，车辆首先进入，首先退出。更多真实世界的例子可以看作是售票窗口和公共汽车站的队列。
队列表示
我们现在明白，在队列中，我们出于不同的原因访问两端。下面给出的下图试图将队列表示解释为数据结构
与堆栈一样，也可以使用数组，链接列表，指针和结构来实现队列。为简单起见，我们将使用一维数组实现队列。
基本操作
队列操作可能涉及初始化或定义队列，利用它，然后从存储器中完全擦除它。在这里，我们将尝试理解与队列相关的基本操作
- enqueue() - 将项添加(存储)到队列中。
- dequeue() - 从队列中删除(访问)一个项目。
为了使上述队列操作有效，需要更多的功能。这些是 -
- peek() - 获取队列前面的元素而不删除它。
- isfull() - 检查队列是否已满。
- isempty() - 检查队列是否为空。
在队列中，我们总是将 前端 指针指向的数据出列(或访问)，并在队列中排队(或存储)数据时我们采用 后 指针的帮助。
让我们首先了解一下队列的支持功能
窥视()
此功能有助于查看队列 前面 的数据。peek()函数的算法如下
算法
begin procedure peekreturn queue[front]
end procedure
用C编程语言实现peek()函数
例
int peek() {return queue[front];
}
已满()
由于我们使用单维数组来实现队列，我们只需检查后指针是否达到MAXSIZE以确定队列已满。如果我们将队列保存在循环链表中，算法将有所不同。isfull()函数的算法
算法
begin procedure isfullif rear equals to MAXSIZEreturn trueelsereturn falseendifend procedure
在C编程语言中实现isfull()函数
例
bool isfull() {if(rear == MAXSIZE - 1)return true;elsereturn false;
}
是空的()
isempty()函数的算法
算法
begin procedure isemptyif front is less than MIN OR front is greater than rearreturn trueelsereturn falseendifend procedure
如果 front 的值小于MIN或0，则表示队列尚未初始化，因此为空。
这是C编程代码
例
bool isempty() {if(front < 0 || front > rear)return true;elsereturn false;
}
入队行动
队列维护两个数据指针， 前端 和 后端 。因此，其操作比堆栈的操作相对难以实现。
应采取以下步骤将数据排入(插入)到队列中
- 第1步 - 检查队列是否已满。
- 步骤2 - 如果队列已满，则产生溢出错误并退出。
- 步骤3 - 如果队列未满，则增加 后 指针以指向下一个空白区域。
- 步骤4 - 将数据元素添加到后方指向的队列位置。
- 第5步 - 返回成功。
有时，我们还会检查队列是否已初始化，以处理任何无法预料的情况。
入队操作算法
procedure enqueue(data) if queue is fullreturn overflowendifrear ← rear + 1queue[rear] ← datareturn trueend procedure
在C编程语言中实现enqueue()
例
int enqueue(int data) if(isfull())return 0;rear = rear + 1;queue[rear] = data;return 1;
end procedure
出列操作
从队列中访问数据是两个任务的过程 - 访问 前端 指向的数据并在访问后删除数据。采取以下步骤来执行 出列 操作
- 第1步 - 检查队列是否为空。
- 步骤2 - 如果队列为空，则产生下溢错误并退出。
- 步骤3 - 如果队列不为空，请访问 前端 指向的数据。
- 步骤4 - 增加 前 指针以指向下一个可用数据元素。
- 第5步 - 返回成功。
出列操作的算法
procedure dequeueif queue is emptyreturn underflowend ifdata = queue[front]front ← front + 1return trueend procedure
在C编程语言中实现dequeue()
例
int dequeue() {if(isempty())return 0;int data = queue[front];front = front + 1;return data;
}front ← front + 1return trueend procedure
在C编程语言中实现dequeue()
例
int dequeue() {if(isempty())return 0;int data = queue[front];front = front + 1;return data;
}