队列的三种实现方式

简介

三种实现方式，其实就是指，循环队列如何实现判空判满，区别就在这一块，原因是，如果不修改普通队列，会出现二义性，因为空满的状态其实是同一种状态。 下面介绍这三种方式。

方式一

通过空出一个位置，解决判空/满的冲突，这是第一次介绍循环队列，附上全部实现：

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template<class ,int MAXSIZE> //定义类模板CirQueue class CirQueue { public: CirQueue(); ~CirQueue(); void EnQueue(T x);//入栈操作，将元素x入栈 T DeQueue(); //出栈操作，将队头元素出队 T GetQueue(); //取队头元素 bool IsFull(); //判断队列是否为满 bool Empty(); //判断队列是否为空 private: T data[MAXSIZE]; //元素域 int front,rear; //队头和队尾的指针 };

队列，其实很简单，他是只允许在一端进行插入，而在另一端进行删除的运算受限的线性表，所以比较容易掌握。

下面附上具体函数的实现：

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/* * 无参构造函数， */ template<class ,int MAXSIZE> CirQueue<T,MAXSIZE>::CirQueue() { front=rear=0; } /* * 入队函数，因为要求在队尾增加元素， * 所以，如果线性表未满 * 让尾指针向后移，为了不出现假溢出，充分利用空间， * 所以有取模操作，当到达尾部最大值，则回到0，重新开始。 * 插入时先移动指针，后插入 */ template <class ,int QueueSize> void CirQueue<T,QueueSize>::EnQueue(T x) { if(IsFull()) //判满 { cout<<"上溢"<<endl; return; } rear = (rear+1) % QueueSize; //队尾指针在循环意义上加1 data[rear] = x; //在队尾处插入元素 } /* * 出队函数，在队头弹出元素， * 所以，如果线性表不空 * 头指针后移，指向当前的第一个元素，如果当前头指针指向最后一个格子 * 那么进行取模操作，回到0位置。 */ template <class ,int QueueSize> CirQueue<T,QueueSize>::DeQueue() { if(Empty()) //判空 { cerr<<"下溢"<<endl; } front = (front+1) % QueueSize; //队头指针在循环意义上加1 return data[front]; //读取并返回出队前的队头元素 } /* * 取队头元素，不出队伍。 */ template <class T,int QueueSize> T CirQueue<T,QueueSize>::GetQueue() { if(Empty()) //判空 { cerr<<"下溢"<<endl; exit(0); } int i = (front+1) % QueueSize; //队头指针在循环意义上加1 return data[i]; } /* * 判空函数 * 如果当两指针重合，队列为空 */ template <class T,int QueueSize> bool CirQueue<T,QueueSize>::Empty() { return front == rear; } /* * 判满函数 * 如果尾指针逻辑后一格为头指针 * 表示空间满 */ template <class T,int QueueSize> bool CirQueue<T,QueueSize>::IsFull() { if( (rear+1) % QueueSize == front) return true; else return false; }

下面对这个函数做个基本的测试。。

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int main() { CirQueue<int,5> Q; //塞满整个队列 cout<<"塞满队列。。。"<<endl; for (int i=0;;i++) { if (!Q.IsFull()) { Q.EnQueue(pow(2,i)); } else break; } //测试访问头元素 cout<<"取出头元素："; cout<<Q.GetQueue()<<endl; //依次出列 cout<<"依次出列："; while (!Q.Empty()) { cout<&l 大专栏  队列的三种实现方式t;Q.DeQueue()<<" ";//因为这个函数写了返回值。。 } return 0; }

测试结果如图：

方式二

为了不浪费一个元素空间，加上一个布尔变量，在入队操作时候把他变为true，如果flag为真，并且front==rear，那么表明队伍满了；在出队的时候，把他设为false，如果最后一个操作为出队，那么又遇到了front==rear，那么表明，这个时候队伍是空的。代码实现如下：

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//与上一方式，在这边，仅加了一个bool的控制量 private： bool flag;

下面列出实现时候，与第一种的区别之处：

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template<class T,int MAXSIZE> CirQueue<T,MAXSIZE>::~CirQueue() { } /* * 无参构造函数，设置flag为假，保证，初始判断让程序判断为空 */ template<class T,int MAXSIZE> CirQueue<T,MAXSIZE>::CirQueue() { front=rear=0; flag=false; } /* * 入队函数，因为要求在队尾增加元素， * 所以，如果线性表未满 * 让尾指针向后移，为了不出现假溢出，充分利用空间， * 所以有取模操作，当到达尾部最大值，则回到0，重新开始。 * 插入时先移动指针，后插入 * 同时，让flag置为true */ template <class T,int QueueSize> void CirQueue<T,QueueSize>::EnQueue(T x) { if(IsFull()) //判满 { cout<<"上溢"<<endl; return; } rear = (rear+1) % QueueSize; //队尾指针在循环意义上加1 data[rear] = x; //在队尾处插入元素 flag=true; } /* * 出队函数，在队头弹出元素， * 所以，如果线性表不空 * 头指针后移，指向当前的第一个元素，如果当前头指针指向最后一个格子， * 那么进行取模操作，回到0位置。 * 所以队头所指的空间是么有元素的。 * 同时置flag为false */ template <class T,int QueueSize> T CirQueue<T,QueueSize>::DeQueue() { if(Empty()) //判空 { cerr<<"下溢"<<endl; } front = (front+1) % QueueSize; //队头指针在循环意义上加1 flag=false; return data[front]; //读取并返回出队前的队头元素 } /* * 取队头元素，不出队伍。 */ template <class T,int QueueSize> T CirQueue<T,QueueSize>::GetQueue() { if(Empty()) //判空 { cerr<<"下溢"<<endl; exit(0); } int i = (front+1) % QueueSize; //队头指针在循环意义上加1 return data[i]; } /* * 判空函数 * 如果当两指针重合，队列为空 */ template <class T,int QueueSize> bool CirQueue<T,QueueSize>::Empty() { if ( flag==false && front == rear ) return true; else return false; } /* * 判满函数 * 如果尾指针逻辑后一格为头指针 * 表示空间满 */ template <class T,int QueueSize> bool CirQueue<T,QueueSize>::IsFull() { if ( flag==true && front == rear ) return true; else return false; }

测试函数不做变动，测试结果如下：

方式三

用计数器来存储个数，当计数器等于0的时候，空；当计数器等于MAXSIZE的时候，满！
程序很简单，不多说。

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/* * 判空函数 */ template <class T,int QueueSize> bool CirQueue<T,QueueSize>::Empty() { return count==0; } /* * 判满函数 */ template <class T,int QueueSize> bool CirQueue<T,QueueSize>::IsFull() { return count==QueueSize; }

测试结果和方法二同。

总结：

三种方法

• 空出一个格子

• 加上flag判定
• 加上计数器

还要注意一点:为了实现循环计数，要掌握下面的语句

• raer=(rear+1)%MAXSIZE
• front=(front+1)%MAXSIZE