队列的解读

前沿

队列广泛应用在各种软件系统中，所以这块的知识点我们也要好好掌握起来。

定义

和栈相反，队列是一种先进先出的线性表。

它只允许在表的一端进行插入，而在另一端进行删除元素。

允许插入的一端叫做队尾，允许删除的一端则称为队头。

分类

队列一般分为两类

• 链式队列：用链表实现
• 静态队列：用数组实现

算法

我们这里以静态队列来实现

首先静态队列都必须是循环队列，这样可以减少内存浪费。

一、 初始化队列

我们看到了 front 和rear这个两个关键参数，它们在不同的位置上的含义分别是：

• 队列初始化
  front和rear的值都为0
• 队列非空
  front 代表队列的第一个元素
  rear 代表队列的最后一个有效元素的下一个元素
• 队列空
  front和rear值相等，但是不一定为零

接着我们来看看初始化伪代码

typedef struct Queue
{
    int * pBase;
    int front;
    int rear;
} QUEUE; 
void init(QUEUE *pQ)
{
    pQ->pBase = (int *)malloc(sizeof(int) * 4);
    pQ->front = 0;
    pQ->rear = 0;
}

front和rear的值都赋为0，完成初始化。

二、 循环队列出队和入队

入队伪算法

bool en_queue(QUEUE * pQ, int val)
{
        pQ->pBase[pQ->rear] = val;
        pQ->rear = (pQ->rear+1) % 4;
        return true;
}

入队分两步骤完成

• 将值存入rear 所代表的位置
• 将rear后移，由于是循环队列 所有要 rear = (rear+1)%数组长度

出队伪算法

bool out_queue(QUEUE * pQ, int * pVal)
{
        *pVal = pQ->pBase[pQ->front];
        pQ->front = (pQ->front+1) % 4;
}

出队也是两步骤

• 先将值出队的值保存起来
• 然后front后移。由于是循环队列 所有要 front = (front+1)%数组长度

三、 如何判断循环队列已满

伪代码

bool full_queue(QUEUE * pQ)
{
    if ((pQ->rear + 1) % 4 == pQ->front)
        return true;
    else
        return false;
}

如果rear 和 front紧挨着，则队列已满

通常表示就是 if((rear+1)%数组长度 == front)

当然也还有别的方式，比如增加一个标示参数记录元素的个数。

致谢

感谢你看完这篇文章，有什么不对的地方欢迎指出，谢谢🙏