郑州轻工业大学2020年数据结构练习集-6-8 双端队列 (25分)

双端队列（deque，即double-ended queue的缩写）是一种具有队列和栈性质的数据结构，即可以（也只能）在线性表的两端进行插入和删除。若以顺序存储方式实现双端队列，请编写例程实现下列操作：

• Push(X,D)：将元素X插入到双端队列D的头；
• Pop(D)：删除双端队列D的头元素，并返回；
• Inject(X,D)：将元素X插入到双端队列D的尾部；
• Eject(D)：删除双端队列D的尾部元素，并返回。

函数接口定义：

bool Push( ElementType X, Deque D );
ElementType Pop( Deque D );
bool Inject( ElementType X, Deque D );
ElementType Eject( Deque D );

其中Deque结构定义如下：

typedef int Position;
typedef struct QNode *PtrToQNode;
struct QNode {
    ElementType *Data;      /* 存储元素的数组   */
    Position Front, Rear;   /* 队列的头、尾指针 */
    int MaxSize;            /* 队列最大容量     */
};
typedef PtrToQNode Deque; 

注意：Push和Inject应该在正常执行完操作后返回true，或者在出现非正常情况时返回false。当Front和Rear相等时队列为空，Pop和Eject必须返回由裁判程序定义的ERROR。

裁判测试程序样例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define ERROR -1
typedef int ElementType;
typedef enum { push, pop, inject, eject, end } Operation;
typedef enum { false, true } bool;
typedef int Position;
typedef struct QNode *PtrToQNode;
struct QNode {
    ElementType *Data;      /* 存储元素的数组   */
    Position Front, Rear;   /* 队列的头、尾指针 */
    int MaxSize;            /* 队列最大容量     */
};
typedef PtrToQNode Deque; 

Deque CreateDeque( int MaxSize )
{   /* 注意：为区分空队列和满队列，需要多开辟一个空间 */
    Deque D = (Deque)malloc(sizeof(struct QNode));
    MaxSize++;
    D->Data = (ElementType *)malloc(MaxSize * sizeof(ElementType));
    D->Front = D->Rear = 0;
    D->MaxSize = MaxSize;
    return D;
}

bool Push( ElementType X, Deque D );
ElementType Pop( Deque D );
bool Inject( ElementType X, Deque D );
ElementType Eject( Deque D );

Operation GetOp();          /* 裁判实现，细节不表 */
void PrintDeque( Deque D ); /* 裁判实现，细节不表 */

int main()
{
    ElementType X;
    Deque D;
    int N, done = 0;

    scanf("%d", &N);
    D = CreateDeque(N);
    while (!done) {
        switch(GetOp()) {
        case push: 
            scanf("%d", &X);
            if (!Push(X, D)) printf("Deque is Full!\n");
            break;
        case pop:
            X = Pop(D);
            if ( X==ERROR ) printf("Deque is Empty!\n");
            else printf("%d is out\n", X);
            break;
        case inject: 
            scanf("%d", &X);
            if (!Inject(X, D)) printf("Deque is Full!\n");
            break;
        case eject:
            X = Eject(D);
            if ( X==ERROR ) printf("Deque is Empty!\n");
            else printf("%d is out\n", X);
            break;
        case end:
            PrintDeque(D);
            done = 1;
            break;
        }
    }
    return 0;
}

/* 你的代码将被嵌在这里 */

//前插：它的判断条件上面已经说过啦，在前面插入，先移动再插入，
//用-1，表示指针像前面移动一个单位，然后在该指针指向的位置进行插入
bool Push( ElementType X, Deque D )
{
    if((D->Rear+1)%D->MaxSize==D->Front)
        return false;
    else
    {
        D->Front = (D->Front-1+D->MaxSize)%D->MaxSize;
        D->Data[D->Front] = X;
        return true;
    }
}
/*前删：判断条件：当头指针和尾指针指向同一个位置时，就说明是空的，为什么呢，
因为尾指针一直指向的都是下一个位置，一直是一个空的。记录此刻头指针的位置上的数值，
然后向后面移动一位。返回数值。*/
ElementType Pop( Deque D )
{
    ElementType rt;
    if(D->Front==D->Rear)
        return ERROR;
    else
    {
        rt = D->Data[D->Front];
        D->Front = (D->Front+1)%D->MaxSize;
        return rt;
    }
}
//后插：判断条件和前插是一样的，后面插入，先插入后移动，
//现在该尾指针指向的位置上进行插入，然后再把尾指针向后面移动一位。
bool Inject( ElementType X, Deque D )
{
    if((D->Rear+1)%D->MaxSize==D->Front)
        return false;
    else
    {
        D->Data[D->Rear] = X;
        D->Rear = (D->Rear+1)%D->MaxSize;
        return true;
    }
}
//后删：判断条件与前删是一样的。因为当前尾指针指向的位置的值是空的，
//所以先让指针向前移动一位，获取用该指针位置的值。
ElementType Eject( Deque D )
{
    if((D->Front)==D->Rear)
        return ERROR;
    else
    {
        D->Rear = (D->Rear-1+D->MaxSize)%D->MaxSize;
        return D->Data[D->Rear];
    }
}

这个同校大佬讲的比较全。