隊列的實現

一、順序隊列

typedef  int QElemType;

  // c3-3.h 隊列的順序存儲結構(可用於循環隊列和非循環隊列)
 #define MAXQSIZE 5 // 最大隊列長度(對於循環隊列，最大隊列長度要減1)
 struct SqQueue
 {
   QElemType *base; // 初始化的動態分配存儲空間
   int front; // 頭指針,若隊列不空,指向隊列頭元素
   int rear; // 尾指針,若隊列不空,指向隊列尾元素的下一個位置
 };

 // bo3-4.cpp 順序隊列(非循環,存儲結構由c3-3.h定義)的基本操作(9個)
 Status InitQueue(SqQueue &Q)
 { // 構造一個空隊列Q
   Q.base=(QElemType *)malloc(MAXQSIZE*sizeof(QElemType));
   if(!Q.base) // 存儲分配失敗
     exit(OVERFLOW);
   Q.front=Q.rear=0;
   return OK;
 }

 Status DestroyQueue(SqQueue &Q)
 { // 銷毀隊列Q,Q不再存在
   if(Q.base)
     free(Q.base);
   Q.base=NULL;
   Q.front=Q.rear=0;
   return OK;
 }

 Status ClearQueue(SqQueue &Q)
 { // 將Q清為空隊列
   Q.front=Q.rear=0;
   return OK;
 }

 Status QueueEmpty(SqQueue Q)
 { // 若隊列Q為空隊列,則返回TRUE,否則返回FALSE
   if(Q.front==Q.rear) // 隊列空的標志
     return TRUE;
   else
     return FALSE;
 }

 int QueueLength(SqQueue Q)
 { // 返回Q的元素個數,即隊列的長度
   return(Q.rear-Q.front);
 }

 Status GetHead(SqQueue Q,QElemType &e)
 { // 若隊列不空,則用e返回Q的隊頭元素,並返回OK,否則返回ERROR
   if(Q.front==Q.rear) // 隊列空
     return ERROR;
   e=*(Q.base+Q.front);
   return OK;
 }

 Status EnQueue(SqQueue &Q,QElemType e)
 { // 插入元素e為Q的新的隊尾元素
   if(Q.rear>=MAXQSIZE)
   { // 隊列滿，增加1個存儲單元
     Q.base=(QElemType *)realloc(Q.base,(Q.rear+1)*sizeof(QElemType));
     if(!Q.base) // 增加單元失敗
       return ERROR;
   }
   *(Q.base+Q.rear)=e;
   Q.rear++;
   return OK;
 }

 Status DeQueue(SqQueue &Q,QElemType &e)
 { // 若隊列不空,則刪除Q的隊頭元素,用e返回其值,並返回OK,否則返回ERROR
   if(Q.front==Q.rear) // 隊列空
     return ERROR;
   e=Q.base[Q.front];
   Q.front=Q.front+1;
   return OK;
 }

 Status QueueTraverse(SqQueue Q,void(*vi)(QElemType))
 { // 從隊頭到隊尾依次對隊列Q中每個元素調用函數vi()。一旦vi失敗,則操作失敗
   int i;
   i=Q.front;
   while(i!=Q.rear)
   {
     vi(*(Q.base+i));
     i++;
   }
   printf("\n");
   return OK;
 }

二、鏈隊列

typedef int QElemType;

// c3-2.h 單鏈隊列－－隊列的鏈式存儲結構
typedef struct QNode
{
  QElemType data;
  QNode *next;
}*QueuePtr;

struct LinkQueue
{
  QueuePtr front,rear; // 隊頭、隊尾指針
};


// bo3-2.cpp 鏈隊列(存儲結構由c3-2.h定義)的基本操作(9個)
Status InitQueue(LinkQueue &Q)
{ // 構造一個空隊列Q
  if(!(Q.front=Q.rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode))))
    exit(OVERFLOW);
  Q.front->next=NULL;
  return OK;
}

Status DestroyQueue(LinkQueue &Q)
{ // 銷毀隊列Q(無論空否均可)
  while(Q.front)
  {
    Q.rear=Q.front->next;
    free(Q.front);
    Q.front=Q.rear;
  }
  return OK;
}

Status ClearQueue(LinkQueue &Q)
{ // 將Q清為空隊列
  QueuePtr p,q;
  Q.rear=Q.front;
  p=Q.front->next;
  Q.front->next=NULL;
  while(p)
  {
    q=p;
    p=p->next;
    free(q);
  }
  return OK;
}

Status QueueEmpty(LinkQueue Q)
{ // 若Q為空隊列,則返回TRUE,否則返回FALSE
  if(Q.front==Q.rear)
    return TRUE;
  else
    return FALSE;
}

int QueueLength(LinkQueue Q)
{ // 求隊列的長度
  int i=0;
  QueuePtr p;
  p=Q.front;
  while(Q.rear!=p)
  {
    i++;
    p=p->next;
  }
  return i;
}

Status GetHead(LinkQueue Q,QElemType &e)
{ // 若隊列不空,則用e返回Q的隊頭元素,並返回OK,否則返回ERROR
  QueuePtr p;
  if(Q.front==Q.rear)
    return ERROR;
  p=Q.front->next;
  e=p->data;
  return OK;
}

Status EnQueue(LinkQueue &Q,QElemType e)
{ // 插入元素e為Q的新的隊尾元素
  QueuePtr p;
  if(!(p=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode)))) // 存儲分配失敗
    exit(OVERFLOW);
  p->data=e;
  p->next=NULL;
  Q.rear->next=p;
  Q.rear=p;
  return OK;
}

Status DeQueue(LinkQueue &Q,QElemType &e)
{ // 若隊列不空,刪除Q的隊頭元素,用e返回其值,並返回OK,否則返回ERROR
  QueuePtr p;
  if(Q.front==Q.rear)
    return ERROR;
  p=Q.front->next;
  e=p->data;
  Q.front->next=p->next;
  if(Q.rear==p)
    Q.rear=Q.front;
  free(p);
  return OK;
}

Status QueueTraverse(LinkQueue Q,void(*vi)(QElemType))
{ // 從隊頭到隊尾依次對隊列Q中每個元素調用函數vi()。一旦vi失敗,則操作失敗
  QueuePtr p;
  p=Q.front->next;
  while(p)
  {
    vi(p->data);
    p=p->next;
  }
  printf("\n");
  return OK;
}

 

三、循環隊列

// c3-3.h 隊列的順序存儲結構(可用於循環隊列和非循環隊列)
#define MAXQSIZE 5 // 最大隊列長度(對於循環隊列，最大隊列長度要減1)
struct SqQueue
{
  QElemType *base; // 初始化的動態分配存儲空間
  int front; // 頭指針,若隊列不空,指向隊列頭元素
  int rear; // 尾指針,若隊列不空,指向隊列尾元素的下一個位置
};

// bo3-3.cpp 循環隊列(存儲結構由c3-3.h定義)的基本操作(9個)
Status InitQueue(SqQueue &Q)
{ // 構造一個空隊列Q
  Q.base=(QElemType *)malloc(MAXQSIZE*sizeof(QElemType));
  if(!Q.base) // 存儲分配失敗
    exit(OVERFLOW);
  Q.front=Q.rear=0;
  return OK;
}

Status DestroyQueue(SqQueue &Q)
{ // 銷毀隊列Q,Q不再存在
  if(Q.base)
    free(Q.base);
  Q.base=NULL;
  Q.front=Q.rear=0;
  return OK;
}

Status ClearQueue(SqQueue &Q)
{ // 將Q清為空隊列
  Q.front=Q.rear=0;
  return OK;
}

Status QueueEmpty(SqQueue Q)
{ // 若隊列Q為空隊列,則返回TRUE,否則返回FALSE
  if(Q.front==Q.rear) // 隊列空的標志
    return TRUE;
  else
    return FALSE;
}

int QueueLength(SqQueue Q)
{ // 返回Q的元素個數,即隊列的長度
  return(Q.rear-Q.front+MAXQSIZE)%MAXQSIZE;
}

Status GetHead(SqQueue Q,QElemType &e)
{ // 若隊列不空,則用e返回Q的隊頭元素,並返回OK,否則返回ERROR
  if(Q.front==Q.rear) // 隊列空
    return ERROR;
  e=*(Q.base+Q.front);
  return OK;
}

Status EnQueue(SqQueue &Q,QElemType e)
{ // 插入元素e為Q的新的隊尾元素
  if((Q.rear+1)%MAXQSIZE==Q.front) // 隊列滿
    return ERROR;
  Q.base[Q.rear]=e;
  Q.rear=(Q.rear+1)%MAXQSIZE;
  return OK;
}

Status DeQueue(SqQueue &Q,QElemType &e)
{ // 若隊列不空,則刪除Q的隊頭元素,用e返回其值,並返回OK;否則返回ERROR
  if(Q.front==Q.rear) // 隊列空
    return ERROR;
  e=Q.base[Q.front];
  Q.front=(Q.front+1)%MAXQSIZE;
  return OK;
}

Status QueueTraverse(SqQueue Q,void(*vi)(QElemType))
{ // 從隊頭到隊尾依次對隊列Q中每個元素調用函數vi().一旦vi失敗,則操作失敗
  int i;
  i=Q.front;
  while(i!=Q.rear)
  {
    vi(*(Q.base+i));
    i=(i+1)%MAXQSIZE;
  }
  printf("\n");
  return OK;
}