數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法-隊列

隊列

先進者先出楣黍,這就是典型的“隊列”。


隊列

作為一種非忱饫茫基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)租漂,隊列的應(yīng)用也非常廣泛,特別是一些具有某些額外特性的隊列,比如循環(huán)隊列哩治、阻塞隊列秃踩、并發(fā)隊列。它們在很多偏底層系統(tǒng)业筏、框架憔杨、中間件的開發(fā)中,起著關(guān)鍵性的作用蒜胖。比如高性能隊列 Disruptor消别、Linux 環(huán)形緩存腊脱,都用到了循環(huán)并發(fā)隊列凌净;Java concurrent 并發(fā)包利用 ArrayBlockingQueue 來實現(xiàn)公平鎖等。

代碼實現(xiàn)

1.0 順序隊列

#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define MAXSIZE 20 /* 存儲空間初始分配量 */

typedef int Status;
typedef int QElemType; /* QElemType類型根據(jù)實際情況而定查牌,這里假設(shè)為int */

/* 循環(huán)隊列的順序存儲結(jié)構(gòu) */
typedef struct
{
    QElemType data[MAXSIZE];
    int front;        /* 頭指針 */
    int rear;        /* 尾指針对碌,若隊列不空荆虱,指向隊列尾元素的下一個位置 */
}SqQueue;

/* 初始化一個空隊列Q */
Status InitQueue(SqQueue *Q)
{
    Q->front=0;
    Q->rear=0;
    return  OK;
}

/* 若隊列未滿,則插入元素e為Q新的隊尾元素 */
Status EnQueue(SqQueue *Q,QElemType e)
{
    if ((Q->rear+1)%MAXSIZE == Q->front)    /* 隊列滿的判斷 */
        return ERROR;
    Q->data[Q->rear]=e;            /* 將元素e賦值給隊尾 */
    Q->rear=(Q->rear+1)%MAXSIZE;/* rear指針向后移一位置朽们, */
    /* 若到最后則轉(zhuǎn)到數(shù)組頭部 */
    return  OK;
}

/* 若隊列不空怀读,則刪除Q中隊頭元素,用e返回其值 */
Status DeQueue(SqQueue *Q,QElemType *e)
{
    if (Q->front == Q->rear)            /* 隊列空的判斷 */
        return ERROR;
    *e=Q->data[Q->front];                /* 將隊頭元素賦值給e */
    Q->front=(Q->front+1)%MAXSIZE;    /* front指針向后移一位置骑脱, */
    /* 若到最后則轉(zhuǎn)到數(shù)組頭部 */
    return  OK;
}

2.0 鏈隊列

應(yīng)用場景

#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define MAXSIZE 20 /* 存儲空間初始分配量 */

typedef int Status;

typedef int QElemType; /* QElemType類型根據(jù)實際情況而定菜枷,這里假設(shè)為int */

typedef struct QNode    /* 結(jié)點結(jié)構(gòu) */
{
    QElemType data;
    struct QNode *next;
}QNode,*QueuePtr;

typedef struct            /* 隊列的鏈表結(jié)構(gòu) */
{
    QueuePtr front,rear; /* 隊頭、隊尾指針 */
}LinkQueue;

/* 構(gòu)造一個空隊列Q */
Status InitQueue(LinkQueue *Q)
{
    Q->front=Q->rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
    if(!Q->front)
        exit(OVERFLOW);
    Q->front->next=NULL;
    return OK;
}
/* 插入元素e為Q的新的隊尾元素 */
Status EnQueue(LinkQueue *Q,QElemType e)
{
    QueuePtr s=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
    if(!s) /* 存儲分配失敗 */
        exit(OVERFLOW);
    s->data=e;
    s->next=NULL;
    Q->rear->next=s;    /* 把擁有元素e的新結(jié)點s賦值給原隊尾結(jié)點的后繼 */
    Q->rear=s;        /* 把當(dāng)前的s設(shè)置為隊尾結(jié)點叁丧,rear指向s */
    return OK;
}

/* 若隊列不空,刪除Q的隊頭元素,用e返回其值,并返回OK,否則返回ERROR */
Status DeQueue(LinkQueue *Q,QElemType *e)
{
    QueuePtr p;
    if(Q->front==Q->rear)
        return ERROR;
    p=Q->front->next;        /* 將欲刪除的隊頭結(jié)點暫存給p */
    *e=p->data;                /* 將欲刪除的隊頭結(jié)點的值賦值給e */
    Q->front->next=p->next;/* 將原隊頭結(jié)點的后繼p->next賦值給頭結(jié)點后繼 */
    if(Q->rear==p)        /* 若隊頭就是隊尾啤誊,則刪除后將rear指向頭結(jié)點 */
        Q->rear=Q->front;
    free(p);
    return OK;
}

源碼

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參考文獻

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