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C++ 排队算法实现

2023-07-04 18:56:38 深夜i -- --

C++语言排队算法数据结构算法实现链表

C++ 排队算法是一种常用的数据结构，用于处理队列中的元素先进先出的问题。在实际的编程中，我们经常会遇到需要排队处理任务的场景，例如网络消息处理器、作业调度等。此时，C++ 排队算法就显得尤为重要。

C++ 排队算法可以有多种实现方式，其中一种较为常用的是使用数组或链表来实现队列，其核心思想是将队列的头部作为队列的起始位置，将尾部作为队列的结束位置。在插入元素时，元素会被添加到队列的最后一个位置，而在弹出元素时，则会从队列的头部开始弹出，保证先进入队列的元素先被处理。

以下是一种基于数组的 C++ 排队算法的实现代码示例：


#include <iostream>
using namespace std;
const int MAX_SIZE = 100;
class Queue {
private:
  int head, tail;
  int data[MAX_SIZE];
public:
  Queue()
    head = tail = 0;
  
  bool isFull() {
    return (tail + 1) % MAX_SIZE == head;
  }
  bool isEmpty()
    return head == tail;
  
  void push(int x) {
    if (isFull())
      cout << "Queue is full!" << endl;
      return ;
    
    data[tail] = x;
    tail = (tail + 1) % MAX_SIZE;
  }
  int pop() {
    if (isEmpty())
      cout << "Queue is empty!" << endl;
      return -1;
    
    int ans = data[head];
    head = (head + 1) % MAX_SIZE;
    return ans;
  }
};
int main() {
  Queue q;
  q.push(1);
  q.push(2);
  q.push(3);
  cout << q.pop() << endl; // output 1
  cout << q.pop() << endl; // output 2
  cout << q.pop() << endl; // output 3
  cout << q.pop() << endl; // output "Queue is empty!"
  return 0;
}

上述代码中，我们定义了一个 Queue 类，其中 head 和 tail 分别表示队列的头部和尾部，并且使用数组 data 来存储队列中的元素。根据队列的定义，我们需要实现判断队列是否为空或已满的函数，分别为 isEmpty 和 isFull。在 push 函数中，我们先判断队列是否已满，若是则输出错误信息，否则将元素添加到队列的尾部，并将 tail 移动到下一个位置。在 pop 函数中，我们同样需要判断队列是否为空，若是则输出错误信息，否则将队列头部的元素取出并返回，并将 head 移动到下一个位置。

除了数组实现的 C++ 排队算法，链表实现的 C++ 排队算法同样也十分常用。此时，我们需要定义链表节点，节点包括存储的数据和指向下一个节点的指针。在插入和弹出元素时，我们只需要更改节点的指针即可。由于链表没有固定的大小限制，因此在添加和删除元素时，其复杂度不会受到数组实现的限制。

综上所述，C++ 排队算法在实际编程中具有非常广泛的应用，通过实现不同的数据结构，我们可以根据不同的需求选择不同的算法实现方式。无论是数组实现还是链表实现 C++ 排队算法，其核心思想都是保证队列的头部和尾部的位置并在此基础上实现插入和弹出元素的操作。

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