顺序队列的基本操作

queue的用法和样例队列（Queue）是计算机科学中常用的数据结构，具有先进先出（FIFO）的特性。

队列常用于需要按照顺序处理的场景，例如任务调度、广度优先搜索、缓冲等。

队列的基本操作：1.入队（Enqueue）：将元素添加到队列的尾部。

2.出队（Dequeue）：从队列的头部移除并返回元素。

3.查看头部元素（Front）：查看队列的头部元素，但不移除。

4.判空（isEmpty）：检查队列是否为空。

5.获取队列大小（Size）：获取队列中元素的个数。

队列的实现方式：1.数组实现：使用数组来存储队列元素，通过两个指针分别记录队列头和尾的位置。

但在动态队列中，可能需要考虑数组大小的调整。

public class ArrayQueue<T>{private static final int DEFAULT_CAPACITY =10;private Object[]array;private int front,rear,size;public ArrayQueue(){array =new Object[DEFAULT_CAPACITY];front =rear =size =0;}public void enqueue(T item){if(size ==array.length){resize();}array[rear++]=item;size++;}public T dequeue(){if(isEmpty()){throw new NoSuchElementException("Queue is empty ");}T item =(T)array[front++];size--;return item;}public T front(){if(isEmpty()){throw new NoSuchElementException("Queue is empty ");}return(T)array[front];}public boolean isEmpty(){return size ==0;}public int size(){return size;}private void resize(){int newSize =array.length*2;array =Arrays.copyOf(array,newSize);}}2.链表实现：使用链表来实现队列，每个节点包含一个元素和指向下一个节点的引用。

数据结构简答题和论述题1、试描述数据结构和抽象数据类型的概念与程序设计语⾔中数据类型概念的区别。

【解答】数据结构是指相互之间存在⼀定关系的数据元素的集合。

⽽抽象数据类型是指⼀个数据结构以及定义在该结构上的⼀组操作。

程序设计语⾔中的数据类型是⼀个值的集合和定义在这个值集上⼀组操作的总称。

抽象数据类型可以看成是对数据类型的⼀种抽象。

串:是零个或多个字符组成的有限序列。

串是⼀种特殊的线性表，它的每个结点仅由⼀个字符组成。

空串 :长度为零的串，它不包含任何字符。

空⽩串 :仅由⼀个或多个空格组成的串⼦串 :串中任意个连续字符组成的⼦序列称为该串的⼦串。

串变量和串常量通常在程序中使⽤的串可分为：串变量和串常量。

（1）串变量 ：串变量和其它类型的变量⼀样，其取值是可以改变的。

（2）串常量 ：串常量和整常数、实常数⼀样，在程序中只能被引⽤但不能改变其值。

即只能读不能写。

（1）树形图表⽰： 树形图表⽰是树结构的主要表⽰⽅法。

（2）树的其他表⽰法① 嵌套集合表⽰法：是⽤集合的包含关系来描述树结构。

② 凹⼊表表⽰法：类似于书的⽬录③ ⼴义表表⽰法：⽤⼴义表的形式表⽰的。

上图 (a)树的⼴义表表⽰法如下：（A（B（E，F（I，J））， C，D（G，H）））1．中序遍历的递归算法定义：若⼆叉树⾮空，则依次执⾏如下操作：(1)遍历左⼦树； (2)访问根结点； (3)遍历右⼦树。

2．先序遍历的递归算法定义：若⼆叉树⾮空，则依次执⾏如下操作：(1) 访问根结点； (2) 遍历左⼦树； (3) 遍历右⼦树。

3．后序遍历得递归算法定义：若⼆叉树⾮空，则依次执⾏如下操作：(1)遍历左⼦树； (2)遍历右⼦树； (3)访问根结点。

2、链表具有的特点是B 插⼊、删除不需要移动元素C 不必事先估计存储空间D 所需空间与线性表长度成正⽐顺序队列（1）队列的顺序存储结构称为顺序队列，顺序队列实际上是运算受限的顺序表。

（2） 顺序队列的表⽰①和顺序表⼀样顺序队列⽤⼀个向量空间存放当前队列中的元素。

顺序队列基本操作顺序队列是一种基于数组实现的线性数据结构，它具有先进先出（FIFO）的特性。

在顺序队列中，元素的插入和删除操作都是在队尾进行的。

一、初始化队列初始化队列是指创建一个空的顺序队列，准备接收元素。

顺序队列的初始化操作通常包括两个步骤：分配内存空间和初始化队列指针。

在分配内存空间时，需要根据队列的最大容量来确定所需的数组大小。

例如，如果队列的最大容量为n，那么需要分配n个元素大小的连续内存空间。

初始化队列指针时，需要将队头和队尾指针都指向队列的起始位置。

这样，队列就可以开始接收元素了。

二、判断队列是否为空判断队列是否为空是指检查队列中是否还有元素。

如果队列为空，则表示队列中没有任何元素；如果队列不为空，则表示队列中至少有一个元素。

判断队列是否为空的方法是比较队头和队尾指针的值。

如果它们相等，则表示队列为空；如果它们不相等，则表示队列不为空。

三、判断队列是否已满判断队列是否已满是指检查队列中是否还有剩余空间可以接收元素。

如果队列已满，则表示队列中的元素数量已经达到了队列的最大容量；如果队列未满，则表示队列中还有剩余空间可以继续接收元素。

判断队列是否已满的方法是比较队尾指针的值和队列的最大容量。

如果它们相等，则表示队列已满；如果它们不相等，则表示队列未满。

四、入队操作入队操作是指向队列中插入一个元素。

在顺序队列中，入队操作通常是将新元素插入到队尾。

入队操作的步骤如下：1. 判断队列是否已满，如果已满则无法插入新元素；2. 将新元素赋值给队尾指针所指向的位置；3. 队尾指针加一，指向下一个位置。

五、出队操作出队操作是指从队列中删除一个元素。

在顺序队列中，出队操作通常是删除队头元素。

出队操作的步骤如下：1. 判断队列是否为空，如果为空则无法删除元素；2. 将队头指针所指向的元素删除；3. 队头指针加一，指向下一个位置。

六、获取队头元素获取队头元素是指获取队列中的第一个元素，但不删除它。

在顺序队列中，获取队头元素通常是返回队头指针所指向的元素。

一、实验目的1. 理解顺序循环队列的概念和原理。

2. 掌握顺序循环队列的初始化、入队、出队等基本操作。

3. 通过编程实现顺序循环队列，并验证其功能。

二、实验原理顺序循环队列是一种利用一维数组实现队列的存储结构。

它将一维数组看作是首尾相连的循环结构，队列的头部和尾部在数组的两端。

顺序循环队列的特点是：队列满时，头指针和尾指针相差一个数组的长度；队列空时，头指针和尾指针相等。

顺序循环队列的基本操作如下：1. 初始化：创建一个顺序循环队列，并设置头指针和尾指针。

2. 入队：将元素插入队列尾部。

3. 出队：从队列头部删除元素。

4. 判断队列是否为空或满。

三、实验内容1. 创建顺序循环队列类。

2. 实现顺序循环队列的初始化、入队、出队等基本操作。

3. 编写测试代码，验证顺序循环队列的功能。

四、实验步骤1. 创建顺序循环队列类，定义队列长度、头指针、尾指针等属性。

2. 实现顺序循环队列的初始化方法，初始化头指针和尾指针。

3. 实现顺序循环队列的入队方法，判断队列是否已满，如果未满，将元素插入队列尾部，并更新尾指针；如果已满，则提示队列已满。

4. 实现顺序循环队列的出队方法，判断队列是否为空，如果为空，则提示队列已空；如果未空，则从队列头部删除元素，并更新头指针。

5. 编写测试代码，创建顺序循环队列实例，执行入队和出队操作，验证顺序循环队列的功能。

五、实验结果与分析1. 初始化顺序循环队列```pythonclass CircularQueue:def __init__(self, size):self.queue = [None] sizeself.head = 0self.tail = 0self.count = 0self.maxsize = size```2. 入队操作```pythondef enqueue(self, item):if self.count == self.maxsize:print("Queue is full")else:self.queue[self.tail] = itemself.tail = (self.tail + 1) % self.maxsizeself.count += 1```3. 出队操作```pythondef dequeue(self):if self.count == 0:print("Queue is empty")else:item = self.queue[self.head]self.queue[self.head] = Noneself.head = (self.head + 1) % self.maxsize self.count -= 1return item```4. 测试代码```pythondef test_circular_queue():queue = CircularQueue(5)print("Enqueue 1 to 5:")for i in range(1, 6):queue.enqueue(i)print(queue.queue)print("Dequeue 1 to 5:")for _ in range(5):print(queue.dequeue())print(queue.queue)test_circular_queue()```实验结果分析：通过测试代码，我们可以看到顺序循环队列在初始化、入队和出队操作时都能正确执行。

一、实验目的1. 理解顺序队列的概念和特点。

2. 掌握顺序队列的创建、插入、删除、遍历等基本操作。

3. 熟悉顺序队列在实际问题中的应用。

二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：C++3. 编译器：Visual Studio 2019三、实验内容1. 顺序队列的定义及特点2. 顺序队列的创建3. 顺序队列的插入操作4. 顺序队列的删除操作5. 顺序队列的遍历操作6. 顺序队列的应用四、实验步骤1. 顺序队列的定义及特点顺序队列是一种基于数组的线性数据结构，它具有以下特点：（1）顺序存储：队列元素按照一定的顺序存储在一段连续的内存空间中。

（2）动态扩展：当队列满时，可以动态地增加队列的存储空间。

（3）操作简单：插入和删除操作只需改变队列的头指针和尾指针。

2. 顺序队列的创建首先，定义一个顺序队列的结构体，包括队列的最大容量、队列的当前长度、队列的元素数组等。

然后，实现队列的创建函数，初始化队列的各个属性。

```cpp#include <iostream>using namespace std;#define MAX_SIZE 100typedef struct {int data[MAX_SIZE];int front;int rear;} SeqQueue;void InitQueue(SeqQueue &Q) {Q.front = 0;Q.rear = 0;}```3. 顺序队列的插入操作实现队列的插入函数，判断队列是否已满，如果未满，则将新元素插入到队列的尾部。

```cppbool EnQueue(SeqQueue &Q, int x) {if ((Q.rear + 1) % MAX_SIZE == Q.front) {return false; // 队列已满}Q.data[Q.rear] = x;Q.rear = (Q.rear + 1) % MAX_SIZE;return true;}```4. 顺序队列的删除操作实现队列的删除函数，判断队列是否为空，如果非空，则删除队列的头部元素。

顺序队列的基本操作顺序队列是一种基于数组实现的队列，它具有先进先出的特性。

在顺序队列中，元素的插入和删除操作都是在队尾进行的，而队头则用于读取元素。

本文将介绍顺序队列的基本操作，包括初始化、入队、出队、获取队头元素、获取队列长度以及判断队列是否为空等。

一、初始化在使用顺序队列前，需要先进行初始化操作。

初始化操作主要是为顺序队列分配内存空间，并将其相关属性（如头指针和尾指针）设置为初始值。

以下是顺序队列初始化的代码实现：```#define MAXSIZE 100 // 定义最大容量typedef struct {int data[MAXSIZE]; // 存储数据元素int front; // 头指针int rear; // 尾指针} SqQueue;void InitQueue(SqQueue *Q) {Q->front = Q->rear = 0; // 初始化头指针和尾指针为0}```二、入队入队是将一个元素插入到顺序队列的末尾。

在进行入队操作时，需要先判断当前是否已经达到了最大容量。

如果没有达到最大容量，则将新元素插入到尾部，并更新尾指针；否则，表示当前已经满员，无法再插入新元素。

以下是顺序队列入队的代码实现：```void EnQueue(SqQueue *Q, int x) {if ((Q->rear + 1) % MAXSIZE == Q->front) { // 判断队列是否已满printf("Queue is full.\n");return;}Q->data[Q->rear] = x; // 将新元素插入到尾部Q->rear = (Q->rear + 1) % MAXSIZE; // 更新尾指针}```三、出队出队是将顺序队列中的一个元素删除，并返回该元素的值。

在进行出队操作时，需要先判断当前是否为空队列。

如果不为空，则将头部元素删除，并更新头指针；否则，表示当前已经为空，无法进行出队操作。

数据结构与算法复习题数据结构与算法复习题一、基本概念1、数据结构的定义和分类1.1 定义和作用1.2 分类1.3 逻辑结构和物理结构2、算法的定义和特性2.1 定义和作用2.2 特性2.3 时间复杂度和空间复杂度二、线性表1、顺序表1.1 定义和实现方式1.2 基本操作：插入、删除、查找1.3 顺序表的优缺点及适用场景2、链表2.1 定义和实现方式：单链表、双向链表、循环链表2.2 基本操作：插入、删除、查找2.3 链表的优缺点及适用场景3、栈和队列3.1 栈的定义和实现方式3.2 栈的基本操作：入栈、出栈、获取栈顶元素3.3 栈的应用场景3.4 队列的定义和实现方式：顺序队列、链式队列、循环队列3.5 队列的基本操作：入队、出队、获取队头元素3.6 队列的应用场景三、树与二叉树1、树的定义和基本术语1.1 树的定义和特性1.2 树的基本术语：根节点、父节点、子节点、叶子节点1.3 树的表示方法：双亲表示法、孩子表示法、孩子兄弟表示法2、二叉树的定义和性质2.1 二叉树的定义和性质2.2 二叉树的基本术语：根节点、左子树、右子树、叶子节点、深度、高度2.3 二叉树的遍历方式：前序遍历、中序遍历、后序遍历、层序遍历3、二叉搜索树3.1 定义和性质3.2 插入操作3.3 删除操作3.4 查找操作4、平衡二叉树4.1 定义和性质4.2 平衡因子和平衡操作4.3 AVL树和红黑树四、图1、图的定义和基本术语1.1 图的定义和性质1.2 图的基本术语：顶点、边、度、路径、连通图、强连通图2、图的存储结构2.1 邻接矩阵2.2 邻接表2.3 其他存储结构：十字链表、邻接多重表3、图的遍历算法3.1 深度优先搜索（DFS）3.2 广度优先搜索（BFS）4、最短路径算法4.1 Dijkstra算法4.2 Floyd-Warshall算法附件：附件1：数据结构复习总结表格附件2：算法复习题答案解析法律名词及注释：1、数据结构：指的是数据对象及其关系、操作和实现的逻辑结构和存储结构。

队列的基本操作应⽤---舞伴问题（数据结构实验项⽬三）课程名称：数据结构实验⽬的：1．掌握队列的定义及实现；2．掌握利⽤队列的基本操作。

实验要求：1、使⽤链式结构完成队列的各种基本操作；2、补充完善教材81页的舞伴问题。

实验项⽬名称：队列的基本操作应⽤实验过程：1、先建⽴⼀个舞者队列，依次往队列中添加⼈员信息（8个⼈，5男3⼥）；2、分别创建男⼥队列；3、从舞者队列中依次将队⾸元素出队并判断其性别并添加⾄男队（5⼈）或⼥队（3⼈）；4、分别从男队和⼥队出队队⾸元素并配对输出；（男队⼥队分别3⼈）5、将未完成的⼀队队⾸元素输出（男队的队⾸成员名称）。

实验报告中给出算法3.23的代码实验结果：输⼊：8⼈信息（A,B,C,D,E,F,G,H）输出：The dancepartners:A---BC---DE---FG is waiting for a partner.实验分析：1.队列的操作特点；2.列举调试运⾏过程中出现的错误并分析原因。

要求：(1) 程序要添加适当的注释，程序的书写要采⽤缩进格式。

(2) 程序要具在⼀定的健壮性，即当输⼊数据⾮法时，程序也能适当地做出反应。

(3) 程序要做到界⾯友好，在程序运⾏时⽤户可以根据相应的提⽰信息进⾏操作。

(4) 上传源程序到课堂派。

顺序表的源程序保存为dancepartner.cpp。

程序代码：#include<stdio.h>#define MAXQSIZE 100#define QueueSize 20#define OK 1#define ERROR 0#define OVERFLOW 0#include <cstdlib>#include<iostream>using namespace std;typedef char QElemType;typedef int Status;//typedef char SElemType;typedef struct{char name[QueueSize];char sex;}person;typedef struct{person *dancer;person *base; //存储空间的基地址int front; //头指针int rear; //尾指针}SqQueue;Status InitQueue(SqQueue &Q){//构造⼀个空队列QQ.base=new person[MAXQSIZE]; //为队列分配⼀个最⼤容量为MAXQSIZE的数组空间if(!Q.base) exit(OVERFLOW); //存储分配失败Q.front=Q.rear=0; //头指针和尾指针为零，队列为空return OK;}Status EnQueue(SqQueue &Q,person e){//插⼊元素e为Q的新的队尾元素if((Q.rear+1)%MAXQSIZE==Q.front) //尾指针在循环意义上加1后等于头指针，表明队满return ERROR;Q.base[Q.rear]=e; //新元素插⼊队尾Q.rear=(Q.rear+1)%MAXQSIZE; //队尾指针加1return OK;}int QueueEmpty(SqQueue &Q){if (Q.front==Q.rear) return OK;else return ERROR;}Status DeQueue(SqQueue &Q,person &e){//删除Q的队头元素，⽤e返回其值if(Q.front==Q.rear) return ERROR; //队空e=Q.base[Q.front]; //保存队头元素Q.front=(Q.front+1)%MAXQSIZE; //队头指针加1return OK;}person GetHead(SqQueue Q){//返回Q的队列元素，不修改队头指针if(Q.front!=Q.rear) //队列⾮空return Q.base[Q.front]; //返回队头元素的值，队头指针不变}void DancePartner(person dancer[],int num){//结构数组dancer中存放跳舞的男⼥，num是跳舞的⼈数person p;int i;SqQueue Mdancers,Fdancers;InitQueue(Mdancers); //男⼠队列初始化InitQueue(Fdancers); //⼥⼠队列初始化for (i=0;i<num;i++) //根据性别依次将跳舞的⼈插⼊相应队列{p=dancer[i];if (p.sex=='F') EnQueue(Fdancers,p); //插⼊男队else EnQueue(Mdancers,p); //插⼊⼥队}cout<<"The dancing partner are:\n";while(!QueueEmpty(Fdancers)&&!QueueEmpty(Mdancers)){//依次输出男⼥舞伴的姓名DeQueue(Fdancers,p); //⼥⼠出队cout<<<<""; //输出出队⼥⼠姓名DeQueue(Mdancers,p); //男⼠出队cout<<<<endl; //输出出队男⼠姓名}if (!QueueEmpty(Fdancers)) //⼥⼠队⾮空，输出队头⼥⼠的姓名{p=GetHead(Fdancers); // 取⼥队的头cout<<<<" is waiting for a partner."<<endl;}else if (!QueueEmpty(Mdancers)) //男⼠队⾮空，输出男⼠队头的姓名 {p=GetHead(Mdancers); // 取男队的头cout<<<<" is waiting for a partner."<<endl;}}int main(){int i,j;person dancer[QueueSize];cout<<"请输⼊跳舞的⼈数：";cin>>j;while(j<=0){cout<<"输⼊错误，请重新输⼊跳舞的⼈数：";cin>>j;}for(i=1;i<=j;i++){cout<<"请输⼊第"<<i<<"舞者的名字:"<<endl;cin>>dancer[i-1].name;cout<<"请输⼊第"<<i<<"个⼈的性别(F/M):"<<endl;cin>>dancer[i-1].sex;while(dancer[i-1].sex!='F'&&dancer[i-1].sex!='M'){cout<<"*******输⼊错误，请重新输⼊：\n";cout<<dancer[i-1].sex;cout<<"请输⼊第"<<i<<"个⼈的性别(F/M):"<<endl;cin>>dancer[i-1].sex;break;}}DancePartner(dancer,j);}。