无涯教程-队列队列Queue是一种抽象的数据结构，有点类似于堆栈，与堆栈不同，队列的两端都是打开的。一端始终用于插入.

队列Queue是一种抽象的数据结构，有点类似于堆栈，与堆栈不同，队列的两端都是打开的。一端始终用于插入数据(入队)，另一端用于删除数据(出队)。队列遵循先进先出方法，即首先访问的数据项将首先被访问。

队列的真可以是单车道单向道路，车辆首先进入，然后首先离开。在售票窗口和公交车站的队列中，可以看到更多实际示例。

队列表示

现在我们知道在队列中，出于不同的原因访问两端。下面给出的下图试图将队列表示解释为数据结构-

与在堆栈中一样，也可以使用数组，链接列表，指针和结构来实现队列。为了简单起见，我们将使用一维数组实现队列。

基本操作

队列操作可能涉及初始化或定义队列，利用它，然后从内存中完全擦除它。在这里，我们将尝试了解与队列相关的基本操作-

enqueue() - 将数据添加到队列中。
dequeue() - 从队列中删除数据。

peek() - 将元素获取到队列的最前面而不删除它。
isfull() - 检查队列是否已满。
isempty() - 检查队列是否为空。

首先让我们了解队列的这些函数-

Peek() - 函数有助于查看队列前面的数据。peek()函数的算法如下

begin procedure peek
   return queue[front]
end procedure

用C编程语言实现peek()函数-

int peek() {
   return queue[front];
}

isfull() - 当我们使用单维数组实现队列时，我们只需检查后指针达到MAXSIZE即可确定队列已满。isfull()函数的算法-

begin procedure isfull
if rear equals to MAXSIZE
return true
else
return false
endif
end procedure

用C编程语言实现isfull()函数-

bool isfull() {
   if(rear == MAXSIZE - 1)
      return true;
   else
      return false;
}

isempty() - 函数的算法-

begin procedure isempty
if front is less than MIN  OR front is greater than rear
return true
else
return false
endif
end procedure

如果 front 的值小于MIN或0，则表明队列尚未初始化，因此为空。

这是C编程代码-

bool isempty() {
   if(front < 0 || front > rear) 
      return true;
   else
      return false;
}

入队操作

队列维护两个数据指针，分别为 front 和 rear 。因此，它的操作比堆栈的实现相对困难。

应该采取以下步骤将数据排队(插入)到队列中-

步骤1 - 检查队列是否已满。
步骤2 - 如果队列已满，则产生溢出错误并退出。
步骤3 - 如果队列未满，请增加后指针以指向下一个空白空间。
步骤4 - 将数据元素添加到后方指向的队列位置。
步骤5 - 返回成功。

有时，我们还会检查队列是否已初始化，以处理任何无法预料的情况。

入队操作算法

procedure enqueue(data)      
if queue is full
return overflow
endif
rear ← rear + 1
queue[rear] ← data
return true
end procedure

enqueue()在C编程语言中的实现-

int enqueue(int data)      
   if(isfull())
      return 0;
rear = rear + 1;
queue[rear] = data;
return 1;
end procedure

出队操作

从队列访问数据是两个任务的进程-访问 front 所指向的数据并在访问后删除数据。采取以下步骤执行出队操作-

步骤1 - 检查队列是否为空。
步骤2 - 如果队列为空，则产生下溢错误并退出。
步骤3 - 如果队列不为空，请访问 front 所指向的数据。
步骤4 - 递增 front 指针以指向下一个可用数据元素。
步骤5 - 返回成功。

出队操作算法

procedure dequeue
if queue is empty
return underflow
end if
data = queue[front]
front ← front + 1
return true
end procedure

用C编程语言实现dequeue()-

int dequeue() {
   if(isempty())
      return 0;
int data = queue[front];
front = front + 1;
return data;
}

C语言完整程序

#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()) {
  </span><span class="kwd">if</span><span class="pun">(</span><span class="pln">rear </span><span class="pun">==</span><span class="pln"> MAX</span><span class="pun">-</span><span class="lit">1</span><span class="pun">)</span><span class="pln"> </span><span class="pun">{</span><span class="pln">
     rear </span><span class="pun">=</span><span class="pln"> </span><span class="pun">-</span><span class="lit">1</span><span class="pun">;</span><span class="pln">            
  </span><span class="pun">}</span><span class="pln">       

  intArray</span><span class="pun">[++</span><span class="pln">rear</span><span class="pun">]</span><span class="pln"> </span><span class="pun">=</span><span class="pln"> data</span><span class="pun">;</span><span class="pln">
  itemCount</span><span class="pun">++;</span><span class="pln">

}
}
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!\n");

}
// remove one item 
int num = removeData();
printf("Element removed: %d\n",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\n",peek());
printf("----------------------\n");
printf("index : 5 4 3 2  1  0\n");
printf("----------------------\n");
printf("Queue:  ");
while(!isEmpty()) {
int n = removeData();

printf("%d ",n);
}

}

代码输出

Queue is full!
Element removed: 3
Element at front: 5
----------------------
index : 5 4 3 2 1 0
----------------------
Queue: 5 9 1 12 15 16

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