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使用C++数组实现队列

2023-07-06 09:39:17 深夜i -- --

C++ 数组队列实现

队列是一种数据结构，它基于“先进先出”（FIFO）的原则。它由两个主要方法组成：enqueue（将元素添加到队列末尾）和dequeue（从队列的前面移除元素）。

使用C++数组实现队列是一种常见的方法，其主要思想是将数组看作是一条环形的队列。因此，队列的头部和尾部可以分别被表示为反复使用的数组的开始和结束。

为了有效地实现队列，我们需要考虑以下因素：

1. 定义队列的大小。

2. 创建一个数组来存储队列元素。

3. 跟踪队列的元素数量。

4. 跟踪队列的头部和尾部位置。

下面是一个使用C++数组实现队列的样例代码：


#include <iostream>
using namespace std;
#define SIZE 5
class Queue{
  private:
    int items[SIZE], front, rear;
  public:
    Queue()
      front = -1;
      rear = -1;
    
    bool isFull(){
      if(front == 0 && rear == SIZE - 1)
        return true;
      
      if(front == rear + 1)
        return true;
      
      return false;
    }
    bool isEmpty(){
      if(front == -1)
        return true;
      
      else
        return false;
      
    }
    void enqueue(int element){
      if(isFull()){
        cout<<"\nQueue is full!!"<<endl;
      }
      else{
        if(front == -1)
          front = 0;
        
        rear = (rear + 1) % SIZE;
        items[rear] = element;
        cout<<"\nInserted "<<element<<" into Queue"<<endl;
      }
    }
    void dequeue(){
      if(isEmpty()){
        cout<<"\nQueue is empty!!"<<endl;
      }
      else{
        cout<<"\nDeleted element "<<items[front]<<endl;
        if(front == rear)
          front = -1;
          rear = -1;
        
        else{
          front = (front + 1) % SIZE;
        }
      }
    }
    void display(){
      if(isEmpty()){
        cout<<"\nQueue is empty!!"<<endl;
      }
      else{
        cout<<"\nFront -> "<<front;
        cout<<"\nItems -> ";
        for(int i = front; i != rear; i = (i+1)%SIZE){
          cout<<items[i]<<" ";
        }
        cout<<items[rear];
        cout<<"\nRear -> "<<rear<<endl;
      }
    }
};
int main(){
  Queue q;
  
  q.dequeue();
  
  q.enqueue(1);
  q.enqueue(2);
  q.enqueue(3);
  q.enqueue(4);
  q.display();
  
  q.enqueue(5);
  q.display();
  
  q.dequeue();
  q.dequeue();
  q.display();
  
  q.enqueue(6);
  q.enqueue(7);
  q.display();
  
  q.enqueue(8);
  return 0;
}

上述代码中，我们定义了一个包含常量大小的C++数组。在构造函数中，我们初始化队列的头部和尾部位置为-1。

我们使用了三个主要函数来实现队列的操作：enqueue，dequeue和display。enqueue函数用于向队列中添加元素，dequeue函数用于从队列的前面删除元素，而display函数可以在控制台上输出整个队列。

我们使用isFull和isEmpty函数来检查队列是否已满或为空。如果队列已满，则添加元素时会显示“队列已满”的消息，而如果队列为空，则删除元素时会显示“队列为空”的消息。

在enqueue函数中，我们首先使用isFull函数来检查队列是否已满。如果队列未满，则将元素添加到队列的尾部。如果队列第一次进行添加，则将头部值设置为0。我们将rear值向前移动，并将元素插入到rear位置。

在dequeue函数中，我们首先使用isEmpty函数来检查队列是否为空。如果队列不为空，则删除队列的第一个元素。我们将front值向前移动，并打印从队列中删除的元素的值。如果该元素是队列中的惟一元素，则将front和rear值重新设置为-1。否则，我们将front值向前移动。

最后，在display函数中，我们使用isEmpty函数来检查队列是否为空。如果队列不为空，则打印队列中的所有元素。

使用C++数组实现队列是一种高效的方法，可以处理大量的元素和数据。它在许多不同的领域中得到了广泛的应用，如操作系统、文件系统、编译器设计等。

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