一、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的隊(duì)列

介紹

隊(duì)列是一種特殊的線性表，特殊之處在于它只允許在表的前端（front）進(jìn)行刪除操作，而在表的后端（rear）進(jìn)行插入操作，和棧一樣，隊(duì)列是一種操作受限制的線性表。進(jìn)行插入操作的端稱為隊(duì)尾，進(jìn)行刪除操作的端稱為隊(duì)頭。隊(duì)列的數(shù)據(jù)元素又稱為隊(duì)列元素。在隊(duì)列中插入一個(gè)隊(duì)列元素稱為入隊(duì)，從隊(duì)列中刪除一個(gè)隊(duì)列元素稱為出隊(duì)。因?yàn)殛?duì)列只允許在一端插入，在另一端刪除，所以只有較早進(jìn)入隊(duì)列的元素才能最先從隊(duì)列中刪除，故隊(duì)列又稱為先進(jìn)先出（FIFO—first in first out）線性表。

應(yīng)用

隊(duì)列的數(shù)組實(shí)現(xiàn)

隊(duì)列可以用數(shù)組Q[1…m]來存儲(chǔ)，數(shù)組的上界m即是隊(duì)列所容許的最大容量。在隊(duì)列的運(yùn)算中需設(shè)兩個(gè)指針：head，隊(duì)頭指針，指向?qū)嶋H隊(duì)頭元素；tail，隊(duì)尾指針，指向?qū)嶋H隊(duì)尾元素的下一個(gè)位置。一般情況下，兩個(gè)指針的初值設(shè)為0，這時(shí)隊(duì)列為空，沒有元素。數(shù)組定義Q[1…10]。Q(i) i=3,4,5,6,7,8。頭指針head=2，尾指針tail=8。隊(duì)列中擁有的元素個(gè)數(shù)為:L=tail-head。現(xiàn)要讓排頭的元素出隊(duì)，則需將頭指針加1。即head=head+1這時(shí)頭指針向上移動(dòng)一個(gè)位置，指向Q(3)，表示Q(3)已出隊(duì)。如果想讓一個(gè)新元素入隊(duì)，則需尾指針向上移動(dòng)一個(gè)位置。即tail=tail+1這時(shí)Q(9)入隊(duì)。當(dāng)隊(duì)尾已經(jīng)處理在最上面時(shí)，即tail=10，如果還要執(zhí)行入隊(duì)操作，則要發(fā)生”上溢”，但實(shí)際上隊(duì)列中還有三個(gè)空位置，所以這種溢出稱為”假溢出”。

隊(duì)列的鏈表實(shí)現(xiàn)

在隊(duì)列的形成過程中，可以利用線性鏈表的原理，來生成一個(gè)隊(duì)列。

基于鏈表的隊(duì)列，要?jiǎng)討B(tài)創(chuàng)建和刪除節(jié)點(diǎn)，效率較低，但是可以動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)。

隊(duì)列采用的FIFO(first in first out)，新元素（等待進(jìn)入隊(duì)列的元素）總是被插入到鏈表的尾部，而讀取的時(shí)候總是從鏈表的頭部開始讀取。每次讀取一個(gè)元素，釋放一個(gè)元素。所謂的動(dòng)態(tài)創(chuàng)建，動(dòng)態(tài)釋放。因而也不存在溢出等問題。由于鏈表由結(jié)構(gòu)體間接而成，遍歷也方便。

隊(duì)列的基本運(yùn)算

（1）初始化隊(duì)列：Init_Queue(q) ，初始條件：隊(duì)q 不存在。操作結(jié)果：構(gòu)造了一個(gè)空隊(duì)；

（2）入隊(duì)操作： In_Queue(q,x),初始條件： 隊(duì)q 存在。操作結(jié)果： 對(duì)已存在的隊(duì)列q，插入一個(gè)元素x 到隊(duì)尾，隊(duì)發(fā)生變化；

（3）出隊(duì)操作： Out_Queue(q,x)，初始條件: 隊(duì)q 存在且非空，操作結(jié)果： 刪除隊(duì)首元素，并返回其值，隊(duì)發(fā)生變化；

（4）讀隊(duì)頭元素：Front_Queue(q,x)，初始條件: 隊(duì)q 存在且非空，操作結(jié)果： 讀隊(duì)頭元素，并返回其值，隊(duì)不變；

（5）判隊(duì)空操作：Empty_Queue(q)，初始條件： 隊(duì)q 存在，操作結(jié)果： 若q 為空隊(duì)則返回為1，否則返回為0。

延伸閱讀：

二、隊(duì)列的特點(diǎn)

先進(jìn)先出 First In First Out（FIFO）

InitQueue(&Q)：初始化隊(duì)列，構(gòu)造一個(gè)空隊(duì)列Q。

DestroyQueue(&Q)：銷毀隊(duì)列。銷毀并釋放隊(duì)列Q所占用的內(nèi)存空間。

EnQueue(&Q,x)：入隊(duì)，若隊(duì)列Q未滿，將x加入，使之成為新的隊(duì)尾。

DeQueue(&Q,&x)：出隊(duì)，若隊(duì)列Q非空，刪除隊(duì)頭元素，并用x返回。

GetHead(Q,&x)：讀隊(duì)頭元素，若隊(duì)列Q非空，則將隊(duì)頭元素賦值給x。

其他常用操作： QueueEmpty(Q)：判隊(duì)列空，若隊(duì)列Q為空返回true，否則返回false。