数据结构图文解析之:队列详解与C++模板实现 (2)

栈满 : 队尾+1 = 队首时,表示栈空。图三最下面的队列即为一个满队列。尽管还有一个空位,我们不存储元素。

2.1 循环队列的抽象数据类型 template <typename T> class LoopQueue { public: LoopQueue(int c = 10); ~LoopQueue(); public: bool isEmpty(); //队列的判空 int size(); //队列的大小 bool push(T t); //入队列 bool pop(); //出队列 T front(); //队首元素 private: int capacity; int begin; int end; T* queue; };

begin:队首标志

end:队尾标志

capacity:数组容量

queue:数组

2.2 队列的具体实现

队列的操作非常简单,这里不再多说

template<typename T> LoopQueue<T>::LoopQueue(int c = 10) : capacity(c), begin(0), end(0), queue(nullptr) { queue = new T[capacity]; }; template<typename T> LoopQueue<T>::~LoopQueue() { delete[]queue; } template <typename T> bool LoopQueue<T>::isEmpty() { if (begin == end) return true; return false; }; template<typename T> int LoopQueue<T>::size() { return (end-begin+capacity)%capacity; //计算队列长度 }; template<typename T> bool LoopQueue<T>::push(T t) { if (end + 1 % capacity == begin) //判断队列是否已满 { return false; } queue[end] = t; end = (end + 1) % capacity; return true; }; template <typename T> bool LoopQueue<T>::pop() { if (end == begin) //判断队列是否为空 { return false; } begin = (begin + 1) % capacity; return true; }; template <typename T> T LoopQueue<T>::front() { if (end == begin) { return false; } return queue[begin]; }; 2.3 循环队列代码测试 int main() { LoopQueue<string> queue(6); queue.push("one"); queue.push("two"); queue.push("three"); queue.push("four"); queue.push("five"); cout << "队列长度" << queue.size() << endl; while (!queue.isEmpty()) { cout << queue.front() << endl; queue.pop(); } getchar(); return 0; }

测试结果:

队列长度5 one two three four five 3. 链队列

链队列是基于链表实现的队列,它不存在数组的O(n)的元素移动问题或空间浪费问题。我们所要确定的就是链表哪头做队首,哪头做队尾。
显然我们应该以链表头部为队首,链表尾部为队尾。存储一个指向队尾的指针,方便从链表尾插入元素;使用带头节点的链表,方便从链表头删除元素。

3.1 链表节点 template<typename T> struct Node { Node(T t) :value(t), next(nullptr){} Node() = default; T value; Node<T> * next; };

vaule : 链表节点的值

next : 指针,指向下一个节点

3.2 队列的抽象数据类型

链队列提供的接口与循环队列一致

template<typename T> class LinkQueue { public: LinkQueue(); ~LinkQueue(); bool isEmpty(); int size(); bool pop(); void push(T t); T front(); private: Node<T>* phead; Node<T>* pend; int count; }; 3.3 队列的具体实现 template<typename T> LinkQueue<T>::LinkQueue() :phead(nullptr),pend(nullptr),count(0) { phead = new Node<T>(); pend = phead; count = 0; }; template <typename T> LinkQueue<T>::~LinkQueue() { while (phead->next != nullptr) { Node<T> * pnode = phead; phead = phead->next; } }; template <typename T> bool LinkQueue<T>:: isEmpty() { return count==0; }; template <typename T> int LinkQueue<T>::size() { return count; }; //在队尾插入 template <typename T> void LinkQueue<T>::push(T t) { Node<T>* pnode = new Node<T>(t); pend->next = pnode; pend = pnode; count++; }; //在队首弹出 template <typename T> bool LinkQueue<T>::pop() { if (count == 0) return false; Node<T>* pnode = phead->next; phead->next = phead->next->next; delete pnode; count--; return true; }; //获取队首元素 template<typename T> T LinkQueue<T>::front() { return phead->next->value; }; 3.4 队列的代码测试 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { LinkQueue<string> lqueue; lqueue.push("one"); lqueue.push("two"); lqueue.push("three"); lqueue.push("four"); lqueue.push("five"); cout << "队列的大小" << lqueue.size() << endl; while (!lqueue.isEmpty()) { cout << lqueue.front() << endl; lqueue.pop(); } getchar(); return 0; }

运行结果:

队列的大小5 one two three four five 4. 队列的完整代码

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