队列

队列的基本概念：

队列是一种特殊的线性表，特殊之处在于它只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作，和栈一样，队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。队列中没有元素时，称为空队列。

队列的数据元素又称为队列元素。在队列中插入一个队列元素称为入队，从队列中删除一个队列元素称为出队。因为队列只允许在一端插入，在另一端删除，所以只有最早进入队列的元素才能最先从队列中删除，故队列又称为先进先出（FIFO—first in first out）线性表。

链队列：

用链表表示的队列简称为链队列。

链队列的表示与实现：

queue.h

//queue.h//单链队列的表示与实现//------------队列的链式存储结构----------------typedef struct QNode{    QElemType date;    struct QNode *next;}QNode, *QueuePtr;typedef struct {    QueuePtr front; //队列指针    QueuePtr rear; //队尾指针    int len;}LinkQueue;//-----------基本操作的函数原型说明---------------//构造一个空队列QStatus InitQueue(LinkQueue &Q){    Q.front = Q.rear = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));    if(!Q.front)        exit(OVERFLOW);    Q.front->next = NULL;    Q.len = 0;    return OK;}//InitQueue//销毁队列QStatus DestoryQueue(LinkQueue &Q){    while(Q.front){        Q.rear = Q.front->next;        free(Q.front);        Q.front = Q.rear;    }    cout<<"队列销毁成功！"<<endl;    return OK;}//DestoryQueue//清空队列QStatus ClearQueue(LinkQueue &Q){    Q.front = Q.rear;    Q.front->next = NULL;    return OK;}//ClearQueue//判空Status QueueEmpty(LinkQueue Q){    if(Q.front == Q.rear){        return TRUE;    }else{        return FALSE;    }}//QueueEmpty//返回Q的元素的个数int QueueLength(LinkQueue Q){    return Q.len;}//QueueLength//若队列不为空，用e返回队列的头元素，并返回OK，否则返回ERRORStatus GetHead(LinkQueue Q, QElemType &e){    if(!QueueEmpty(Q)){        e = Q.front->next->date;        return OK;    }else{        return ERROR;    }}//GetHead//插入元素e为Q的新的队尾元素Status EnQueue(LinkQueue &Q, QElemType e){    QueuePtr p = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));    if(!p)        exit(OVERFLOW);    p->date = e;    p->next = NULL;    Q.rear->next = p;    Q.rear = p;    Q.len++;    return OK;}//EnQueue//若队列不为空，则删除Q的队头元素，用e返回其值//并返回OK，否则返回ERRORStatus DeQueue(LinkQueue &Q, QElemType &e){    if(Q.front == Q.rear)        return ERROR;    QueuePtr p = Q.front->next;    e = p->date;    Q.front->next = p->next;    if(Q.rear == p)        Q.rear = Q.front;    free(p);    Q.len--;    return OK;}//DeQueue//队列的遍历Status QueueTraverse(LinkQueue Q){    if(!QueueEmpty(Q)){        QueuePtr p = Q.front->next;        while(p){            cout<<p->date<<"  ";            p = p->next;        }        cout<<endl;    }else{        cout<<"这个队列没有元素！"<<endl;    }}//QueueTraverse

baes.h

//base.h//-----公用的常量和类型----------#include<iostream>#include<stdlib.h>#include<time.h>using namespace std;#include<malloc.h>#include<string.h>//函数结果状态代码#define TRUE 1#define FALSE 0#define OK 1#define ERROR 0#define OVERFLOW -2typedef int Status;typedef int QElemType;

text.cpp

//text.cpp//测试队列基本操作#include "base.h"#include "queue.h"int main(){    LinkQueue Q;    QElemType e;    InitQueue(Q);    cout<<"队列遍历：";    QueueTraverse(Q);    for(e = 0; e < 10; e++){        EnQueue(Q, e);    }    cout<<"队列遍历：";    QueueTraverse(Q);    cout<<"队列内元素个数为："<<QueueLength(Q)<<endl;    DeQueue(Q, e);    cout<<"删除的队列元素为："<<e<<endl;    cout<<"删除元素后队列的遍历：";    QueueTraverse(Q);    EnQueue(Q, 15);    cout<<"插入15后队列的遍历：";    QueueTraverse(Q);    GetHead(Q, e);    cout<<"获得队列的对头元素："<<e<<endl;    if(QueueEmpty(Q))        cout<<"判空：队列为空！"<<endl;    else        cout<<"判空：队列不为空！"<<endl;    ClearQueue(Q);    cout<<"请空队列后的遍历：";    QueueTraverse(Q);    DestoryQueue(Q);    return OK;}

链队列程序测试结果：

图：链队列测试结果

循环队列：

循环队列使用顺序表的存储结构。

循环队列的代码实现：

sqQueu.h

//sqQueue.h//循环队列的基本操作//-----循环队列---队列的顺序存储结构------#define MAXQSIZE 100 //最大队列长度typedef struct{    QElemType *base; //初始化的动态分配存储空间    int front; //头指针，若队列不空，指向队列对头元素    int rear; //尾指针，若队列不空，指向队列队尾的下一个元素}SqQueue;//------循环队列的基本操作的算法描述-------//构造一个空队列QStatus InitQueue_Sq(SqQueue &Q){    Q.base = (QElemType *)malloc(MAXQSIZE * sizeof(QElemType));    if(!Q.base)        exit(OVERFLOW);    Q.front = Q.rear = 0;    return OK;}//InitQueue_Sq//销毁队列QStatus DestoryQueue_Sq(SqQueue &Q){   free(Q.base);   Q.front = Q.rear = 0;   cout<<"队列销毁成功！"<<endl;   return OK;}//DestoryQueue_Sq//清空队列QStatus ClearQueue_Sq(SqQueue &Q){    Q.front = Q.rear = 0;    return OK;}//ClearQueue_Sq//判空Status QueueEmpty_Sq(SqQueue Q){    if(Q.front == Q.rear){        return TRUE;    }else{        return FALSE;    }}//QueueEmpty_Sq//返回Q的元素的个数int QueueLength_Sq(SqQueue Q){    return (Q.rear - Q.front + MAXQSIZE) % MAXQSIZE;}//QueueLength_Sq//若队列不为空，用e返回队列的头元素，并返回OK，否则返回ERRORStatus GetHead_Sq(SqQueue Q, QElemType &e){    if(!QueueEmpty_Sq(Q)){        e = Q.base[Q.front];        return OK;    }else{        return ERROR;    }}//GetHead_Sq//插入元素e为Q的新的队尾元素Status EnQueue_Sq(SqQueue &Q, QElemType e){    if((Q.rear + 1) % MAXQSIZE == Q.front)        return ERROR;  //队列满    Q.base[Q.rear] = e;    Q.rear = (Q.rear + 1) % MAXQSIZE;    return OK;}//EnQueue_Sq//若队列不为空，则删除Q的队头元素，用e返回其值//并返回OK，否则返回ERRORStatus DeQueue_Sq(SqQueue &Q, QElemType &e){    if(Q.front == Q.rear)        return ERROR; //队列空    e = Q.base[Q.front];    Q.front = (Q.front + 1) % MAXQSIZE;    return OK;}//DeQueue_Sq//队列的遍历Status QueueTraverse_Sq(SqQueue Q){    if(!QueueEmpty_Sq(Q)){        int p = Q.front;        while((p % MAXQSIZE) != Q.rear){            cout<<Q.base[p++]<<"  ";        }        cout<<endl;        return OK;    }else{        cout<<"这个队列没有元素！"<<endl;        return ERROR;    }}//QueueTraverse_Sq

text.cpp

//text.cpp//测试队列基本操作#include "base.h"#include "sqQueue.h"int main(){    QElemType e;    SqQueue SQ;    InitQueue_Sq(SQ);    cout<<"队列遍历：";    QueueTraverse_Sq(SQ);    for(e = 0; e < 10; e++){        EnQueue_Sq(SQ, e);    }    cout<<"队列遍历：";    QueueTraverse_Sq(SQ);    cout<<"队列内元素个数为："<<QueueLength_Sq(SQ)<<endl;    DeQueue_Sq(SQ, e);    cout<<"删除的队列元素为："<<e<<endl;    cout<<"删除元素后队列的遍历：";    QueueTraverse_Sq(SQ);    EnQueue_Sq(SQ, 13);    cout<<"插入13后队列的遍历：";    QueueTraverse_Sq(SQ);    GetHead_Sq(SQ, e);    cout<<"获得队列的对头元素："<<e<<endl;    if(QueueEmpty_Sq(SQ))        cout<<"判空：队列为空！"<<endl;    else        cout<<"判空：队列不为空！"<<endl;    ClearQueue_Sq(SQ);    cout<<"清空队列后的遍历：";    QueueTraverse_Sq(SQ);    DestoryQueue_Sq(SQ);    return OK;}

循环队列测试结果：

图：循环队列测试结果