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CS408/Data-Structrue/3-queue.md
Didnelpsun 74939da6df 更新栈
2021-09-16 16:48:37 +08:00

2.3 KiB
Raw Blame History

队列

队列是只允许一端进行插入(入队或进队),一端进行删除(出队或离队)的线性表。即先进先出$FIFO$。

队列允许插入的一端就是队尾,允许删除的一端就是队头。

顺序队列

分配一块连续的存储单元存放队列中的元素,并附设两个指针,队头指针和队尾指针,队头指针指向队头元素,队尾指针指向队尾元素的下一个位置。

顺序队列操作

顺序队列插入

如果出队则前面的空间会空闲但是假如队尾指针会依照插入而不断加1则我们的队尾指针最后会指向最后一个区域计算机不知道前面是怎么样所以就认为空间已经满了实际上没有。这就是假溢出。

解决的方法就是使用模运算将队尾指针不仅仅是加一而是加一后再取整个静态数组大小MAXSIZE的模这样如果队列尾指针超过了范围也仍能回到最开始插入数据。这时候物理结构虽然是线性的而逻辑上已经变成了环型的了。

所以与此同时,队列已满的条件也不再是队尾指针$=MAXSIZE$了,而是队尾指针的下一个指针是队头指针,这里最后一个存储单元是不能存储数据的,因为如果存储了数据那么头指针就等于尾指针,这在我们的定义中是空队列的意思,会混淆,所以必须牺牲一个存储单元。

如果我们最开始定义时,让队首指针指向$-1$,队尾指针指向$0$,则可以相等。

从而队列元素个数$=(rear+MAXSIZE-front)%MAXSIZE$。

顺序队列删除

当如果我们必须保证所有的存储空间被利用,可以定义一个$size$表明队列当前的长度,就可以完全利用所有空间。

同理我们可以定义一个$int$类型的$tag$,当进行删除操作就置$tag$为$0$,插入操作时置$tag$为$1$,只有删除才可能队空,只有插入才可能队满,所以就可以根据这个来判断。

链队

双端队列

双端队列:只允许从两端插入、两端删除的线性表。

输入受限的双端队列:只允许从一端插入,两端删除的线性表。

输入受限的双端队列:只允许从一端删除,两端插入的线性表。

队列应用

  • 树的层次遍历。
  • 图的广度优先遍历。
  • 进程争用$FCFS$策略。