数据结构—队列

队列概念

只允许在一端进行插入数据操作，在另一端进行删除数据操作的一种特殊线性表，进行插入操作的一端称为队尾（入队列），进行删除操作的一端称为队头（出队列）

队列具有先进先出的特征

顺序队列

类型一：队头不动，出队列时队头后所有元素向前移动

缺陷：如果出队列操作很多，要搬移大量元素

类型二：队头移动，出队列时队头向后移动一个位置

如果再有F、G进行入队操作，就会出现假溢出问题

缺陷：容易造成队列假溢出

假溢出：顺序队列因多次入队列和出队列操作后出现的尚有存储空间但不能再进行入队列操作的溢出

真溢出：：顺序队列最大存储空间已经存满而又要求进行入队列操作所引起的溢出

循环队列

将头尾相接的顺序存储队列称为循环队列，循环队列可以解决假溢出现象

循环队列如何判断队列空和满呢？

少用一个存储单元
设置一个标记位
设置一个计数器

链式队列

特殊的单链表，只在单链表上进行头删和尾插操作

链式队列结构的定：

typedef int DataType;
typedef struct QueueNode   //节点
{
        DataType _data;  //数据域
        struct QueueNode* _next; //指针域，指向下一个节点
}QueueNode;
typedef struct Queue  //队列
{
          QueueNode* _head;  //队头
           QueueNode* _tail; //队尾
}Queue;

链式队列基本接口实现：

typedef int DataType;
typedef struct QueueNode
{
	DataType _data;
	struct QueueNode* _next;
}QueueNode;
typedef struct Queue
{
	QueueNode* _head;  //队头
	QueueNode* _tail;  //队尾
}Queue;

void QueueInit(Queue* q)  //初始化
{
	assert(q);

	q->_head = q->_tail = NULL;
}

void QueuePush(Queue* q, DataType x)  //入队列
{
	assert(q);

	QueueNode* newnode = new QueueNode;
	assert(newnode);
	newnode->_data = x;
	newnode->_next = NULL;

	if (q->_head == NULL)
	{
		q->_head = q->_tail = newnode;
		return;
	}

	q->_tail->_next = newnode;
	q->_tail = newnode;
}

void QueuePop(Queue* q)  //出队
{
	assert(q && q->_head != NULL);

	QueueNode* cur = q->_head;
	q->_head = cur->_next;

	delete cur;
	cur = NULL;

	if (q->_head == NULL)
		q->_tail = NULL;
}

DataType QueueFront(Queue* q)  //查看队头元素
{
	assert(q && q->_tail != NULL);

 	return q->_head->_data;
}

DataType QueueBack(Queue* q)  //查看队尾元素
{
	assert(q && q->_tail != NULL);

	return q->_tail->_data;
}

size_t QueueSize(Queue* q)  //求队中元素个数
{
	assert(q);

	size_t count= 0;
	QueueNode* cur = q->_head;
	while (cur) {
		++count;
		cur = cur->_next;
	}

	return count;
}

int QueueEmpty(Queue* q)  //判断队列是否为空
{
	assert(q);

	return QueueSize(q);  //空返回0，非空返回非零值
}

优先级队列

带有优先级的队列称为优先级队列

队列具有先进先出的特性，即最先进入队列的元素将被最先出队列，有时也需要把进入队列中的元素分优先级(比如线程调度)，出队列时首先选择优先级最高的元素出队列(优先级高先被服务VIP)，对于优先级相同的元素则按照先进先出的原则出队列，即优先级队列的出队列操作不是直接将队头元素出队列，而是把队列中优先级最高的元素出队列

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