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数据结构与算法基础–第05周12–3.5队列的表示和实现1–3.5.1队列的类型定义

📚 【Week05】12_队列的类型定义

队列相关术语

队列（Queue）是仅在表尾进行插入操作，在表头进行删除操作的线性表。

表尾即 a_n 端，称为队尾；表头即 a_1 端，称为队头。

队列是一种先进先出（ FIFO ）的线性表

例如

插入元素称为入队；删除元素称为出队；

队列的存储结构为链队或顺序队（常用循环顺序队）

队列的相关概念

(1) 定义

限定只能在表的一端进行插入运算，在表的另一端进行删除运算的线性表（头删尾插）

(2) 逻辑结构

与同线性表相同，仍为一对一关系。

(3) 存储结构

用顺序队或链队存储，但以循环顺序队列更常见。

(4) 运算规则

只能在队首和队尾运算，且访问结点时按照先进先出（FIFO）的原则。

(5) 实现方式

关键是掌握入队和出队操作，具体实现依顺序队或链队的不同而不同。

队列的常见应用

脱机打印输出: 按申请的先后顺序依次输出

多用户系统中，多个用户排成队，分时地循环使用CPU和主存

按用户的优先级排成多个队，每个优先级一个队列

实时控制系统中，信号按接收的先后顺序依次处理

网络电文传输，按到达的时间先后顺序依次进行

队列的抽象数据类型定义

ADT Queue{
	数据对象: D={a_i | a_i ∈ ElemSet, i = 1, 2, ..., n, n ≥ 0)
	数据关系: R={<a_i-1, a_i> | a_i-1, a_i ∈ D, i=2, ..., n)
	约定其中 a_1 端为队列头， a_n端为队列尾
基本操作:
	InitQueue(&Q)
    操作结果: 构造空队列 Q
	DestroyQueue(&Q)
	条件: 队列 Q 已存在;	操作结果: 队列 Q 被销毁
	ClearQueue(&Q)
	条件: 队列 Q 已存在; 操作结果:将 Q 清空
	QueueLength(Q)
	条件: 队列 Q 已存在; 操作结果: 返回 Q 的元素个数，即队长
	GetHead(Q, &e)
	条件: Q 为非空队列; 操作结果: 用 e 返回 Q 的队头元素
	EnQueue(&Q, e)
	条件: 队列 Q 已存在; 操作结果: 插入元素 e 为 Q 的队尾元素
	DeQueue(&Q,&e)
	条件: Q 为非空队列, 操作结果: 删除 Q 的队头元素，用 e 返回值
	...还有将队列置空、遍历队列等操作...
}ADT Queue

队列的物理存储可以用顺序存储结构，也可用链式存储结构。

相应地，队列的存储方式也分为两种，即顺序队列和链式队列。

队列的顺序存储方式

队列的顺序表示——用一维数组 base[MAXSIZE]

// 最大队列长度
#define MAXQSIZE 100
Typedef struct{
    // 初始化的动态分配存储空间
    QElemType* base;
	// 头指针
    int front;
    // 尾指针
    int rear;
}SqQueue;