queue(線性表)

佇列是一種特殊的線性表，是一種先進先出（FIFO）的數據結構。它只允許在表的前端（front）進行刪除操作，而在表的後端（rear）進行插入操作。進行插入操作的端稱為隊尾，進行刪除操作的端稱為隊頭。佇列中沒有元素時，稱為空佇列。

基本介紹

• 中文名：佇列
• 外文名：queue
• 性質：科學
• 類別：計算機
• 屬於：編程

簡介

在佇列這種數據結構中，最先插入在元素將是最先被刪除；反之最後插入的元素將最後被刪除，因此佇列又稱為“先進先出”（FIFO—first in first out）的線性表。

佇列空的條件：front=rear

佇列滿的條件： rear = MAXSIZE

佇列可以用數組Q[1…m]來存儲，數組的上界m即是佇列所容許的最大容量。在佇列的運算中需設兩個指針：head，隊頭指針，指向實際隊頭元素的前一個位置；tail，隊尾指針，指向實際隊尾元素所在的位置。一般情況下，兩個指針的初值設為0，這時佇列為空，沒有元素。圖1 ( a)畫出了一個由6個元素構成的佇列，數組定義Q[1…10]。Q(i) i=3,4,5,6,7,8頭指針head=2，尾指針tail=8。佇列中擁有的元素個數為:L=tail-head現要讓排頭的元素出隊，則需將頭指針加1。即head=head+1這時頭指針向上移動一個位置，指向Q(3)，表示Q(3)已出隊。見圖1 (b)。如果想讓一個新元素入隊，則需尾指針向上移動一個位置。即tail=tail+1這時Q(9)入隊。當隊尾已經處理在最上面時，即tail=10，如果還要執行入隊操作，則要發生"上溢"，但實際上佇列中還有三個空位置，所以這種溢出稱為"假溢出"。

克服假溢出的方法有兩種。一種是將佇列中的所有元素均向低地址區移動，顯然這種方法是很浪費時間的；另一種方法是將數組存儲區看成是一個首尾相接的環形區域。當存放到n地址後，下一個地址就"翻轉"為1。在結構上採用這種技巧來存儲的佇列稱為循環佇列。

佇列和棧一樣只允許在端點（前端或者後端）處插入和刪除元素。

循環隊的入隊算法如下：

1、tail=tail+1；

2、若tail=n+1，則tail=1；

3、若head=tail尾指針與頭指針重合了，表示元素已裝滿佇列，則作上溢出錯處理；

4、否則，Q(tail)=X，結束（X為新入出元素）。

佇列和棧一樣，有著非常廣泛的套用。

佇列的基本運算

（1）初始化佇列 Qini (Q)

（2）入隊 QADD(Q,X)

（3）出隊 QDel(Q,X)

（4）判斷佇列是否為空 qempty(Q)

（5）判斷佇列是否為滿qfull(Q)

C++中的套用

語法

queue類是為程式設計師提供了一個佇列的功能的容器適配器，具體而言，一個FIFO（先入先出）的數據結構

在頭檔案<queue>中定義（在程式開頭輸入#include <queue>，切記不可寫為#include <queue.h>）。

原型

template< class T, class Container =std::deque<T> > class queue;

成員函式

q.empty()	判斷佇列q是否為空，當佇列q空時，返回true;否則為false（值為0(false)/1(true)）。
q.size()	訪問佇列q中的元素個數。不可寫成sizeof(q)或size(q)
q.push()	會將一個元素a置入佇列q中
q.front()	返回佇列q內的第一個元素(也就是第一個被置入的元素)。(不可寫成front(q))
q.back()	會返回佇列q中最後一個元素(也就是最後被插入的元素)。(不可寫成back(q))
q.pop()	會從佇列q中移除第一個元素。(不可寫成pop(q))

• 注意：pop()雖然會移除下一個元素，但是並不返回它。
  front()和back()返回下一個元素但並不移除該元素。
  在stack庫中的函式與queue很類似，但是stack中要返回元素時，只能返回最後一個元素，且函式名不一樣（stack中為s.top()），需要區分。