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C++编写队列的实现

2023-06-27 00:20:19 深夜i -- --

C++ 队列编写实现

队列是一种常见的数据结构，它可以在一端添加元素，在另一端删除元素，常用于模拟先进先出（FIFO）的操作。在C++中，可以使用各种方式实现队列，本文将介绍一种基于数组的队列实现。

队列的数据结构定义：


#define MAX_SIZE 100 //队列的最大长度
class Queue {
private:
  int data[MAX_SIZE];
  int front, rear; //队首和队尾指针
public:
  Queue(); //构造函数
  bool isEmpty(); //判断队列是否为空
  bool isFull(); //判断队列是否已满
  void enqueue(int x); //入队操作
  void dequeue(); //出队操作
  int frontData(); //求队首元素
};

在数据结构中，我们定义了一个私有变量data和两个指针front和rear。其中data是存储队列元素的数组，front指向队首元素（即下一次出队元素），rear指向下一个入队位置（即下一次入队元素）。在实现中，我们需要一个固定的数组大小MAX_SIZE，因此需要预先定义队列的最大长度。

队列的函数实现：

构造函数：


Queue::Queue()
  front = rear = 0;

在构造函数中，我们将队列的front和rear初始化为0，表示队列为空。

判断队列是否为空：


bool Queue::isEmpty()
  return front == rear;

当队列的front和rear指向同一位置时，表示队列为空。

判断队列是否已满：


bool Queue::isFull()
  return rear == MAX_SIZE;

当rear指向最后一个位置时，表示队列已满。

入队操作：


void Queue::enqueue(int x) {
  if (isFull())
    cout << "Queue is full!" << endl;
    return;
  
  data[rear++] = x;
}

在入队操作中，我们首先检查队列是否已满，如果是，则提示队列已满，不能继续入队。如果队列未满，则将元素插入队列的尾部，并将rear指针后移一位。

出队操作：


void Queue::dequeue() {
  if (isEmpty())
    cout << "Queue is empty!" << endl;
    return;
  
  front++;
}

在出队操作中，我们首先检查队列是否为空，如果是，则提示队列为空，不能进行出队操作。如果队列非空，则将指向队首的front指针后移一位，表示删除队首元素。

求队首元素：


int Queue::frontData() {
  if (isEmpty())
    cout << "Queue is empty!" << endl;
    return -1;
  
  return data[front];
}

在求队首元素操作中，我们首先检查队列是否为空，如果是，则提示队列为空，并返回-1。如果队列非空，则返回队列的front指针所指向元素的值。

以上就是基于数组实现的队列的实现方法。通过使用数组和指针，我们可以实现一个简单而有效的队列数据结构。当然，队列还有其他实现方式，比如基于链表的队列实现等，不同的实现方式有不同的特点和优缺点，根据实际需求进行选择。

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