数据结构学习笔记3-队列

队列是一种先进先出的线性数据结构。分别有对头指针front和队尾指针rear,数据从对头出，从队尾进。队列可以分为顺序队列和链接队列。

* 顺序队列中，

各逻辑位置相邻的数据其物理位置也相邻，为了节省空间，一般采用循环队列结构

队头指针进1(数据出队列)：front=(front+1)%maxSize; //maxSize为顺序队列创造时设置的最大存储空间

队尾指针进1(数据入队列)：rear=(rear+1)%maxSize;

注意：

队列为空时，rear=front;

队列为满时，(rear+1)%maxSize=front;

* 链接队列中，

front指向的第一个队列节点是一个空节点，即是一个带表头的单链表，rear始终指向最后一个节点，即rear->link=NULL

1.队列抽象类

template <class T>
class Queue
{
public:
virtual bool IsEmpty() const=0;
//virtual bool IsFull() const=0;
virtual bool Front(T &x) const=0;	//返回队首元素给x
virtual bool EnQueue(T x)=0;		//队尾x入队列
virtual bool DeQueue()=0;			//队首出队列
virtual bool Clear()=0;
};

2.顺序队列的实现

#include "queue.h"

template <class T>
class SeqQueue:public Queue<T>
{
private:
T *q;			//建立T类型数组，指针q指向数组首地址，作为队列
int front,rear;	//front是队首下标号，rear是队尾下标号
int maxSize;	//队列长度
public:
SeqQueue(int mSize);
~SeqQueue();
bool IsEmpty() const;
bool IsFull() const;
bool Front(T &x) const;	//返回队首元素给x
bool EnQueue(T x);		//队尾x入队列
bool DeQueue();			//队首出队列
bool Clear();
void Print() const;
};

#include "seqqueue.h"

template <class T>
SeqQueue<T>::SeqQueue(int mSize)
{
maxSize=mSize;
q=new T[maxSize];
front=rear=0;
}

template <class T>
SeqQueue<T>::~SeqQueue()
{
delete [] q;
}

template <class T>
bool SeqQueue<T>::IsEmpty() const
{
return front==rear;
}

template <class T>
bool SeqQueue<T>::IsFull() const
{
return (rear+1)%maxSize==front;
}

template <class T>
bool SeqQueue<T>::Front(T &x) const
{
if(IsEmpty())
{
cout<<"Front:the seqqueue is empty"<<endl;
return false;
}
x=q[(front+1)%maxSize];
return true;
}

template <class T>
bool SeqQueue<T>::EnQueue(T x)
{
if(IsFull())
{
cout<<"EnQueue:the seqqueue is full"<<endl;
return false;
}
rear=(rear+1)%maxSize;
q[rear]=x;
return true;
}

template <class T>
bool SeqQueue<T>::DeQueue()
{
if(IsEmpty())
{
cout<<"DeQueue:the seqqueue is empty"<<endl;
return false;
}
front=(front+1)%maxSize;
return true;
}

template <class T>
bool SeqQueue<T>::Clear()
{
rear=front=0;
return true;
}

template <class T>
void SeqQueue<T>::Print() const
{
int j=front;
while(j%maxSize!=rear)
{
cout<<q[(j+1)%maxSize]<<' ';
j=(j+1)%maxSize;
}
cout<<endl;
}

3.链接队列的实现

#include "queue.h"

template <class T> class LinkQueue;
template <class T>
class QueueNode
{
private:
T element;
QueueNode<T> *link;
friend class LinkQueue<T>;
};

template <class T>
class LinkQueue:public Queue<T>
{
private:
QueueNode<T> *front,*rear;
public:
LinkQueue();
~LinkQueue();
bool IsEmpty() const;
//bool IsFull() const;
bool Front(T &x) const;	//返回队首元素给x
bool EnQueue(T x);		//队尾x入队列
bool DeQueue();			//队首出队列
bool Clear();
void Print() const;
};

#include "linkqueue.h"

template <class T>
LinkQueue<T>::LinkQueue()	//带有表头，front始终指向一个空节点
{
front=new QueueNode<T>;
front->link=NULL;
rear=front;
}

template <class T>
LinkQueue<T>::~LinkQueue()
{
QueueNode<T> *p;
while(front)
{
p=front;
front=front->link;
delete p;
}
}

template <class T>
bool LinkQueue<T>::IsEmpty() const
{
return front==rear;
}

template <class T>
bool LinkQueue<T>::Front(T &x) const
{
if(IsEmpty())
{
cout<<"Front:the linkqueue is empty"<<endl;
return false;
}
x=front->link->element;
return true;
}

template <class T>
bool LinkQueue<T>::EnQueue(T x)
{
QueueNode<T> *p=new QueueNode<T>;
p->element=x;
rear->link=p;
p->link=NULL;
rear=p;
return true;
}

template <class T>
bool LinkQueue<T>::DeQueue()
{
if(IsEmpty())
{
cout<<"DeQueue:the linkqueue is empty"<<endl;
return false;
}
QueueNode<T> *p;
p=front;
front=front->link;
delete p;
return true;
}

template <class T>
bool LinkQueue<T>::Clear()
{
QueueNode<T> *p;
while(front->link)
{
p=front->link;
front->link=p->link;
delete p;
}
rear=front;
return true;
}

template <class T>
void LinkQueue<T>::Print() const
{
QueueNode<T> *p=front->link;
while(p)
{
cout<<p->element<<' ';
p=p->link;
}
cout<<endl;
}

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