队列

队列的定义

​ 队列是一种特殊的线性表,特殊之处在于它只允许在表的前端进行删除操作,而在表的后端进行插入操作,和栈一样,队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾(rear),进行删除操作的端称为队头(front)。

队列的特性

​ 队列中没有元素称为空队列(rear == front)。

​ 队列中插入一个元素称为“入队”,从队列中删除一个元素称为“出队”,因为队列只允许在一端插入,在另一端删除,所以只有最早进入队列的元素才能最先从队列中删除,故队列又称为先进先出线性表。

入队

img点击并拖拽以移动

出队

img点击并拖拽以移动

顺序队列

建立顺序队列结构必须为其静态分配动态申请一片连续的存储空间,并设置两个指正进行管理,一个是对头指针front,它指向对头元素,另一个是队尾指针rear,它指向下一个入队元素的存储位置,每次在队尾插入一个元素时,rear+1;每次在队头删除一个元素时,front+1,当front等于rear时,队列即为空队列。

存在的问题:资源空间的浪费,由于入队和出队操作中,头尾指针只增加不减小,致使被删元素的空间永远无法重新利用当队列中实际的元素远远小于向量空间的规模时,会产生“假上溢”现象。

顺序队列入队

img点击并拖拽以移动

顺序队列出队

img点击并拖拽以移动

循环队列

​ 在实际使用队列时,为了使队列空间能够重复使用,往往对队列的使用方法稍加改进,无论是插入还是删除,一旦rear指
针增加或者rear指针增加超出了所分配的队列空间,就让它指向这篇连续空间的起始位置。这实际是把队列空间想象成一个环形空间,环形空间中的存储单元循环使用,用这种方法管理的队列也成为循环队列,循环队列也是较为实用的队列。

循环队列入队

img点击并拖拽以移动

​ 在循环队列中,当队列为空时,有front=rear,而当所有队列空间全占满时,也有front=rear。为了区别这两种情况,规定循环队列最多只能有队列最大长度-1个队列元素,当循环队列中只剩下一个空存储单元时,队列就已经满了。因此,队列判空的条件时front=rear,而队列判满的条件时front=(rear+1)%MaxSize。