基于C语言的数据结构_队列学习笔记

03队列实现原理

先进先出

0	1	2	3	4	...	n
a1	a2	a3	a4	a5

定义两个指针 head 与 tail

头head:终是指向头元素位置
尾tail:即将放入元素位置

入队列: tail 操纵
出队列 :head 操纵

应用: 排队买票排货架

03.1顺序队列

顺序队列会遇到一个问题那就是当有数据出栈的时候 head向后指向那么前面的数据空间就不能再用了。（专业术语称之为假溢出）你可能没有存那么多项，可就是存不下了。

为了防止数据的假溢出我们使用循环队列。

03.2循环队列

入队列由tail 操纵当tail到达了未元素再入队列 tail就需要移到第一个元素位置当然也有一个前提队列未满得有空间让你入队列

queue[tail] = c;
tail = (tail + 1) % SIZE;

判断队列是否已满牺牲一个数据空间

return (tail + 1) % SIZE == head;

出队列有head 操纵当head到达了未元素再出队列 head就需要移到第一个元素位置当然也有一个前提队列不为空

ch = queue[head];
head = (head + 1) % SIZE;

判断队列为不为空 ——如果head == tail就是队列取完了为空了

具体代码实现

#include <stdio.h>

#define SIZE	512

char queue[SIZE];

int head = 0, tail = 0;

void enqueue(char c);
char dequeue(void);
int is_empty(void);
int is_full(void);

int main(void)
{
	char c = 'A';
	int i;
	for(i = 0; i < 3; i++)
	{
		if(!is_full())
		{
			enqueue(c);
			c++;
		}
	}

	while(!is_empty())
	{
		putchar(dequeue());
	}
	printf("\n");

	return 0;
}

void enqueue(char c)
{
	queue[tail] = c;
	tail = (tail + 1) % SIZE;
}

char dequeue(void)
{
	char ch;
	ch = queue[head];
	head = (head + 1) % SIZE;

	return ch;
}

int is_empty(void)
{
	return head == tail;
}

int is_full(void)
{
	return (tail + 1) % SIZE == head;
}

03.3双端队列

在循环队列中入队列是尾入（tail）出队列是头出（head）那么能不能这样的设计

tail 和 head 既可以入队列也可以出队列！

双端循环队列

        head端出队列
                c = queue[head]
                head = (head+1)%SIZE;
        head端入队列
                (head-1+SIZE)%SIZE;
                queue[head]=b
        tail端出队列
                tail = (tail-1+size)%size;
                c = queue[tail];
        tail端入队列
                queue[tail] = c;
                tail = (tail+1)%size;
        队列是否为空
                head == tail
        队列是否为满:
                (tail+1)%size == head;

代码实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define SIZE	512

char queue[SIZE];

int head = 0, tail = 0;

void tail_enqueue(char c);
char tai_dequeue(void);
void head_enqueue(char c);
char head_dequeue(void);
int is_empty(void);
int is_full(void);
int is_palindrom(char *pt);

int main(void)
{
	char str[100];

	printf("Please enter a string:");
	gets(str);

	if(is_palindrom(str))
		printf("str is a palindrom\n");
	else
		printf("str is not a palindrom\n");

	return 0;
}

void tail_enqueue(char c)
{
	queue[tail] = c;
	tail = (tail + 1) % SIZE;
}

char tail_dequeue(void)
{
	tail = (tail - 1 + SIZE) % SIZE;
	return queue[tail];
}

void head_enqueue(char c)
{
	head = (head - 1 + SIZE) % SIZE;
	queue[head] = c;
}

char head_dequeue(void)
{
	char ch;
	ch = queue[head];
	head = (head + 1) % SIZE;

	return ch;
}

int is_empty(void)
{
	return head == tail;
}

int is_full(void)
{
	return (tail + 1) % SIZE == head;
}

int is_palindrom(char *pt)
{
	int i, len;
	len = strlen(pt);
	char c1, c2;

	for(i = 0; i < len; i++)
		if(!is_full())
			tail_enqueue(pt[i]);

	while(!is_empty())
	{
		c1 = head_dequeue();
		if(!is_empty())
			c2 = tail_dequeue();
		else
			break;

		if(c1 == c2)
			continue;
		else
			return 0;
	}
	return 1;
}

04队列的实际应用

04.1解码

已知一个数列组合是经过加密后的一串数字，那么现在知道这串加密后的数字，并且知道如何破解的方法，求加密前数字的组合是什么。破解的方法：首先将第1个数删除，紧接着将第2个数放到这串数的末尾，再将第3个数删除并将第4个数放到这串数的末尾，再将第5个数删除……直到剩下最后一个数，将最后一个数也删除。按照刚才删除的顺序，把这些删除的数连在一起就是原始的数据。

我们用循环队列实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define SIZE	512

char queue[SIZE];

int head = 0, tail = 0;

void enqueue(char c);
char dequeue(void);
int is_empty(void);
int is_full(void);

int main(void)
{
	char code[10];
	int n;
	int i = 0;
	char num;

	printf("Please enter a code:");
	gets(code);

	for(n = 0; n < strlen(code); n++)
	{
		if(!is_full())
			enqueue(code[n]);
	}

	while(!is_empty())
	{
		code[i++] = dequeue();
		if(!is_empty())
		{
			num = dequeue();
			if(!is_full())
				enqueue(num);
		}
	}

	printf("Orignal code is :");
	for(i = 0; i < strlen(code); i++)
		printf("%c", code[i]);
	printf("\n");

	return 0;
}

void enqueue(char c)
{
	queue[tail] = c;
	tail = (tail + 1) % SIZE;
}

char dequeue(void)
{
	char ch;
	ch = queue[head];
	head = (head + 1) % SIZE;

	return ch;
}

int is_empty(void)
{
	return head == tail;
}

int is_full(void)
{
	return (tail + 1) % SIZE == head;
}