資料結構基礎(14)，資料結構基礎14

資料結構基礎(14)，資料結構基礎14

    鏈式隊列是基於單鏈表的一種儲存表示, 其形狀如所示:

 

    (隊列的隊頭指標指向單鏈表的第一個結點, 隊尾指標指向單鏈表的最後一個結點, 注意沒有無用的空[頭/尾]節點)

    用單鏈表表示的鏈式隊列特別適合於資料元素變動比較大的情況, 而且不存在隊列滿而產生溢出的情況;

 

鏈式隊列結點構造:

[這次我們將節點構造成了類LinkQueue的嵌套類]

struct ChainNode{    ChainNode(const Type &_data, ChainNode *_next = NULL)        :data(_data), next(_next) {}    Type data;    ChainNode *next;};

鏈式隊列構造:

template <typename Type>class LinkQueue{    template <typename T>    friend ostream &operator<<(ostream &os, LinkQueue<T> &queue);public:    LinkQueue();    ~LinkQueue();    bool isEmpty() const;    void push(const Type &data);    void pop();    //返回隊首元素    const Type &front() const;    //返回隊尾元素    const Type &back() const;    //清空隊列    void makeEmpty();private:    struct ChainNode    {        ChainNode(const Type &_data, ChainNode *_next = NULL)            :data(_data), next(_next) {}        Type data;        ChainNode *next;    };private:    ChainNode *m_front; //隊首指標[注意不是指向一個無用的空節點]    ChainNode *m_back;  //隊尾指標[注意不是指向一個無用的空節點]};

隊列的構造與析構:

template <typename Type>LinkQueue<Type>::LinkQueue(){    m_front = m_back = NULL;}template <typename Type>LinkQueue<Type>::~LinkQueue(){    makeEmpty();}

隊列的四大操作:

//入隊, 這是鏈式隊列的關鍵template <typename Type>void LinkQueue<Type>::push(const Type &data){    if (isEmpty())    {        //如果隊列為空白        //則隊首與隊尾指標共同指向一個新構造的對象        m_front = m_back = new ChainNode(data);    }    else    {        //首先讓隊尾的下一位置指向一個新構造的對象        m_back->next = new ChainNode(data);        //然後隊尾指標後移        m_back = m_back->next;    }}

//出隊template <typename Type>void LinkQueue<Type>::pop(){    if (isEmpty())        throw std::range_error("queue is empty");    ChainNode *deleteNode = m_front;    // 隊首指標後移    m_front = m_front->next;    delete deleteNode;}

//取隊首元素template <typename Type>const Type &LinkQueue<Type>::front() const{    if (isEmpty())        throw std::range_error("queue is empty");    return (m_front->data);}

//取隊尾元素template <typename Type>const Type &LinkQueue<Type>::back() const{    if (isEmpty())        throw std::range_error("queue is empty");    return (m_back->data);}

清空隊列與判空操作:

template <typename Type>void LinkQueue<Type>::makeEmpty(){    while (!isEmpty())    {        pop();    }}

template <typename Type>bool LinkQueue<Type>::isEmpty() const{    return (m_front == NULL);}

輸出隊列所有元素(以做測試):

template <typename Type>ostream &operator<<(ostream &os, LinkQueue<Type> &queue){    for (typename LinkQueue<Type>::ChainNode *currentNode = queue.m_front;            currentNode != NULL;            currentNode = currentNode->next)    {        os << currentNode->data << ' ';    }    return os;}

附-測試代碼:

int main(){    LinkQueue<int> queue;    for (int i = 0; i < 10; ++i)    {        queue.push(rand()%100);    }    cout << queue << endl;    cout << queue.front() << endl;    queue.pop();    cout << queue.front() << endl;    cout << queue.back() << endl;    cout << queue << endl;    LinkQueue<char> cQueue;    cQueue.push('A');    cout << "cQueue.front = " << cQueue.front() << endl;    cout << "cQueue.back = " << cQueue.back() << endl;    cQueue.pop();    cout << cQueue << endl;    try    {        cout << "cQueue.front = " << cQueue.front() << endl;        cout << "cQueue.back = " << cQueue.back() << endl;    }    catch(const std::exception &e)    {        cerr << e.what() << endl;    }    return 0;}