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循环队列的算法

发布时间: 2025-05-27 12:42:04

‘壹’ 设一循环队列queue,只有头指针front,不设尾指针,另设一个内含元素个数的计数器,试写出入队。出对算法



解:用一个循环数组Queue[0,n-1]表示该循环队列,头指针为front,计数器count用来记录队列中结点的个数。
(1)入队算法:
void inqueue(int x)
{
int temp;
if (count==n)
printf(" 队列上溢出\n");
else
{
count++
temp=(front+count)%n;
Queue[temp]=x
}
}
(2)出队算法:
int outqueue()
{ int temp;
if (count==0)
printf(" 队列下溢出\n");
else
{ temp=Queue[front];
front=(front+1)%n;
count--;
return temp;
}
}

‘贰’ 循环队列中入队与出队算法

如果循环队列每个元素有两个指针,一个指向其前面的元素pPre,一个指向后面的元素pNext,出对和入队就是修改一下指针啊。
比如指向要出队的元素的指针是 pDel,那么出队就应该是:
pDel->pPre->pNext = pDel->pNext;
pDel->pNext->pPre = pDel->pPre;

如果循环队列每个元素只有一个指向其后元素的指针pNext,那么需要遍历整个队列,找到要出队元素的前一个元素,然后就和上面的算法差不多了。

如果经常要进行出队操作,在设计数据结构的时候还是建议每个元素使用两个指针。

‘叁’ 请解答入队出队算法 在循环队列中设置一个标志flag 当front=rear且flag=0时为队空 front=rear且flag=1队满

当有数据入队时如果front=rear那么flag被置为1,因为这时队列满;出队时如果front=rear,flag被置为0,因为这时队列空。

当队列只有一个元素时,front==rear;当队为空时,front==(rear+1)%n;进队的操作为:rear = (rear + 1) % n ;Queue[rear] = elem ;元素正好在下标为0的位置,此时front==rear==0。

“队列非空时front和rear分别指向队头元素和队尾元索”意思就是front和rear都是“实指”,理解中front是“虚指”,不同教材采用的方法不一样,一般题目中会说明。

(3)循环队列的算法扩展阅读:

在循环队列中,当队列为空时,有front=rear,而当所有队列空间全占满时,也有front=rear。为了区别这两种情况,规定循环队列最多只能有MaxSize-1个队列元素,当循环队列中只剩下一个空存储单元时,队列就已经满了。因此,队列判空的条件是front=rear,而队列判满的条件是front=(rear+1)%MaxSize。

‘肆’ 循环队列FIFO原理及C实现

循环队列概念与基本原理

循环队列,本质上是对顺序队列进行尾部连通形成闭合环形逻辑链,以此提升空间利用效率。当头指针遇到尾指针时,循环继续从头部开始,如同链条一般环环相扣。

构建一个循环队列结构体包含三个核心组件:指针front指头元素索引、指针指向元素的结构体struct type *fifo以及尾元素索引tail。同时,设定队列容量capacity。

实例展示

初始化循环队列流程:分配连续内存存储元素。

循环队列销毁与空/满状态判定:队列空状态在初始化时front置-1;出队后,front自增,若front回到tail说明队空,重新设定front和tail皆为-1。若front到达尾或当front回到0且tail为capacity-1时,则队列为满。

循环队列操作流程

入队操作:尾元素索引后移,即自增tail值。队空时,首次元素入队,front、tail均指向首元素。其他情况入队时,仅需自增tail。

出队操作:移除头元素,即递增front值。front与tail相遇时,视为队空,需将front、tail重新置为-1。其他情况下,直接丢弃front元素,后移front。

总元素数量与有效元素计数

通过尾索引减去头索引可得出总元素数,考虑到循环特性,实际可能为tail与front之差模队列容量。有效元素数量即为上述差值。

循环队列遍历与获取元素

循环队列遍历需遵循环形结构,获取队尾元素和队首元素需分别处理,具体算法需根据队列实现进行调整。

实际应用与验证

设计一套简单测试流程,验证循环队列实现逻辑与性能。这包括循环队列初始化、数据插入、数据检索和清理等操作,以及通过比较预期结果和实际结果验证正确性。

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