[数据结构]C++队列实现和队列简介

队列简介：

队列（Queue）是一种数据结构，可以在队列的一端插入元素而在队列的另一端删除元素。

　　（ 1 ）允许删除的一端称为 队头（ Front ） 。 

　　（ 2 ）允许插入的一端称为 队尾（ Rear ） 。 

　　（ 3 ）当队列中没有元素时称为 空队列 。 

　　（ 4 ）队列亦称作先进先出（ First In First Out ）的线性表，简称为 FIFO 表 。

队列的修改是依先进先出的原则进行的。新来的成员总是加入队尾（即不允许 " 加塞 " ），每次离开的成员总是队列头上的（不允许中途离队），即当前 " 最老的 " 成员离队。

多任务系统是一个典型的队列示例，在其中完成作业的调度。假设有五个程序等待执行， 它们将被放入一个队列，如果有第六个程序要执行，它将被放在队列的末尾。队列中首位的程序首先执行。

 

队列实现：

/*

（1）initQueue（Q） 

　 置空队。构造一个空队列Q。

（2）isEmpty（Q） 

　 判断队列是否空。若队列Q为空，则返回真值，否则返回假值。

 

（3）isFull(Q)

   判断队列是否以满, 以满返回true, 没满则返回flase

（4） addQueue（Q，x） 

　 若队列Q非满，则将元素x插入Q的队尾。此操作简称 入队 。

（5） DelQueue（Q） 

　 若队列Q非空，则删去Q的队头元素，并返回该元素。此操作简称 出队 。

（6） queueFront（Q） 

　 若队列Q非空，则返回队头元素，但不改变队列Q的状态。

（7） queueDisplay（Q） 

　 显示队列中的元素。

*/

#include "iostream.h"

#define maxSize 10  // 存储数据大小, 可以随便设定值

struct Queue

{

 int data[maxSize];

 int front;  // 队首 

 int rear;  // 队尾

};

void initQueue( Queue &Q );

bool isEmpty( Queue &Q );

bool isFull( Queue &Q );

bool addQueue( Queue &Q, int x );

bool delQueue( Queue &Q );

int queueFront( Queue &Q );

bool queueDisplay( Queue &Q );

int main( void )

{

 int i;

 int num;

 Queue Q;

 initQueue( Q );  // 初始化队列

 

 cout << "输入入队10个数" << endl;

 /* 入队 */

 for ( i = 0; i < 10; i++ )

 {

  cin >> num;

  if ( addQueue( Q, num ) == false )

  {

   cout << "队列以满!" << endl;

  }

 }

 cout << "队头: " << queueFront( Q ) << endl; // 显示队头

 cout << "队列所有元素:" << endl;

 if ( queueDisplay( Q ) == false )    // 显示队列所有元素

 {

  cout << "队列为空!" << endl;

 }

 

 /* 出队 */

 for ( i = 0; i < 5; i++ )

 {

  if ( delQueue( Q ) == false )

  {

   cout << "队列以空" << endl;

  }

 }

 cout << endl;

 cout << endl;

 cout << "================== 出队以后 ===========================" << endl;

 cout << "出队后队头: " << queueFront( Q ) << endl; // 显示队头

 cout << "出队后队列所有元素:" << endl;

 if ( queueDisplay( Q ) == false )     // 显示队列所有元素

 {

  cout << "队列为空!" << endl;

 } 

 

 cout << endl;

 cout << "输入入队5个数" << endl;

 /* 再入队 */

 for ( i = 0; i < 5; i++ )

 {

  cin >> num;

  if ( addQueue( Q, num ) == false )

  {

   cout << "队列以满!" << endl;

  }

 }

 cout << endl;

 cout << endl;

 cout << "================== 入队以后 ===========================" << endl;

 cout << "入队后队头: " << queueFront( Q ) << endl; // 显示队头

 cout << "入队后队列所有元素:" << endl;

 if ( queueDisplay( Q ) == false )     // 显示队列所有元素

 {

  cout << "队列为空!" << endl;

 } 

 return 0;

}

/* 初始化队列 */

void initQueue( Queue &Q )

{

 int i;

 for ( i = 0; i < maxSize; i++ )

 {

  Q.data[i] = 0;  // 初始值都为0

  Q.front = 0;

  Q.rear = 0;

 }

}

/* 判断队列是否为空, 为空返回true, 不为空则返回flase */

bool isEmpty( Queue &Q )

{

 if ( Q.front != 0 )  // 如果队头不等于0,则表示不为空

 {

  return false;

 }

 

 return true;

}

/* 判断队列是否以满, 以满返回true, 没满则返回flase */

bool isFull( Queue &Q )

{

 if ( Q.data[maxSize - 1] == 0 )  // 如果队尾等于0,则表示队列没满

 {

  return false;

 }

 return true;

}

/* 若队列Q非满,则将元素x插入Q的队尾.此操作简称 入队 */

bool addQueue( Queue &Q, int x )

{

 if ( isFull( Q ) == true ) // 检测队列是否以满

 {

  return false;

 }

 int i;

 for ( i = 0; i < maxSize; i++ )

 {

  if ( Q.data[i] == 0 ) // 当为0时则表示此位置没被复值,即可在此位置入队,且该值变为队尾

  {

   if ( i == 0 ) // 设队头

   {

    Q.front = x;

   }

   Q.data[i] = x;

   Q.rear = x;  // 设队尾,每添加一个值,则该值即为队尾

   return true;

  }

 }

}

/* 若队列Q非空,则删去Q的队头元素,并返回该元素. 此操作简称 出队 */

bool delQueue( Queue &Q )

{

 if ( isEmpty( Q ) == true ) // 检测队列是否为空

 {

  return false;

 }

 int i;

 

 /* 删除队头元素，并将所有队列元素提前一个位置 */

 for ( i = 0; i < maxSize; i++ )

 {

  if ( Q.data[i] == 0 || i == maxSize - 1 ) // 判断队列中元素是否以全部提前

  {

   Q.data[i] = 0;

   Q.front = Q.data[0]; // 设队头,每出队一个值,则原来第二个值变成队头

   return true;

  }

  Q.data[i] = Q.data[i+1]; // 将队列元素提前

 }

}

/* 若队列Q非空,则返回队头元素,但不改变队列Q的状态. */

int queueFront( Queue &Q )

{

 if ( isEmpty( Q ) == true ) // 检测队列是否为空

 {

  return false;

 }

 

 return Q.front;  // 返回队头元素

}

/* 显示队列中的元素 */

bool queueDisplay( Queue &Q )

{

 if ( isEmpty( Q ) == true ) // 检测队列是否为空

 {

  return false;

 }

 int i;

 for ( i = 0; i < maxSize; i++ )

 {

  if ( Q.data[i] == 0 ) // 判断队列中元素是否以全部显示

  {

   return true;

  }

  cout << "第" << i + 1 << "个: " << Q.data[i] << endl;

 }

 

}