使用 C 的 DSA - 队列
概述
队列是一种类似于堆栈的数据结构,主要区别在于插入的第一个项目是第一个被移除的项目(FIFO - 先进先出),而堆栈基于 LIFO,后进先出原则。
队列表示
基本操作
插入/入队 − 将一个项目添加到队列的后面。
移除/出队 − 从队列的前面移除一个项目。
我们将在本文中使用数组实现队列。队列支持以下几个操作。
Peek − 获取队列前面的元素。
isFull − 检查队列是否已满。
isEmpty − 检查队列是否为空。
插入/入队操作
每当将元素插入队列时,队列都会增加后索引以供以后使用,并将该元素存储在存储的后端。如果后端到达最后一个索引,它将被包装到底部位置。这种安排称为环绕,这种队列是循环队列。此方法也称为入队操作。
void insert(int data){ if(!isFull()){ if(rear == MAX-1){ rear = -1; } intArray[++rear] = data; itemCount++; } }
移除/出队操作
每当要从队列中移除元素时,队列都会使用前索引获取元素并增加前索引。作为环绕式安排,如果前索引大于数组的最大索引,则将其设置为 0。
int removeData(){ int data = intArray[front++]; if(front == MAX){ front = 0; } itemCount--; return data; }
示例
QueueDemo.c
#include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> #include <stdbool.h> #define MAX 6 int intArray[MAX]; int front = 0; int rear = -1; int itemCount = 0; int peek(){ return intArray[front]; } bool isEmpty(){ return itemCount == 0; } bool isFull(){ return itemCount == MAX; } int size(){ return itemCount; } void insert(int data){ if(!isFull()){ if(rear == MAX-1){ rear = -1; } intArray[++rear] = data; itemCount++; } } int removeData(){ int data = intArray[front++]; if(front == MAX){ front = 0; } itemCount--; return data; } int main() { /* insert 5 items */ insert(3); insert(5); insert(9); insert(1); insert(12); // front : 0 // rear : 4 // ------------------ // index : 0 1 2 3 4 // ------------------ // queue : 3 5 9 1 12 insert(15); // front : 0 // rear : 5 // --------------------- // index : 0 1 2 3 4 5 // --------------------- // queue : 3 5 9 1 12 15 if(isFull()){ printf("Queue is full! "); } // remove one item int num = removeData(); printf("Element removed: %d ",num); // front : 1 // rear : 5 // ------------------- // index : 1 2 3 4 5 // ------------------- // queue : 5 9 1 12 15 // insert more items insert(16); // front : 1 // rear : -1 // ---------------------- // index : 0 1 2 3 4 5 // ---------------------- // queue : 16 5 9 1 12 15 // As queue is full, elements will not be inserted. insert(17); insert(18); // ---------------------- // index : 0 1 2 3 4 5 // ---------------------- // queue : 16 5 9 1 12 15 printf("Element at front: %d ",peek()); printf("---------------------- "); printf("index : 5 4 3 2 1 0 "); printf("---------------------- "); printf("Queue: "); while(!isEmpty()){ int n = removeData(); printf("%d ",n); } }
输出
如果我们编译并运行上述程序,则会产生以下输出 −
Queue is full! Element removed: 3 Element at front: 5 ---------------------- index : 5 4 3 2 1 0 ---------------------- Queue: 5 9 1 12 15 16