Очередь

очередь, сортировка, Queue, алгоритмы

Очередь - это полезная структура данных в программировании. Представьте очередь билетов за пределами кинозала, где первый человек, входящий в очередь, является первым человеком, который получает билет.

Очередь следует правилу «первым пришел - первым обслужен» (First In First Out - FIFO) - элемент, который идет первым, - это элемент, который выходит первым.

Рассмотрим рисунок. Поскольку 1 помещена в очередь до 2, она так же уйдет первой из очереди. Это следует правилу FIFO.

С точки зрения программирования, помещение элемента в очередь (empty queue - пустая очередь) называется "enqueue" (постановка в очередь), а удаление элемента из очереди - "dequeue" (снятие очереди).

Мы можем реализовать очередь на любом языке программирования, таком как C, C ++, Java, Python или C #, почти с одинаковой спецификацией.

Технические характеристики очереди

Очередь - это объект или, более конкретно, абстрактная структура данных (ADT), которая позволяет выполнять следующие операции:

  • Enqueue: добавить элемент в конец очереди;
  • Dequeue: удалить элемент из начала очереди;
  • IsEmpty: проверить, пуста ли очередь;
  • IsFull: проверьте, заполнена ли очередь;
  • Peek: получить значение начала очереди, не удаляя его.
Как работает очередь

Операции с очередями работают следующим образом:

  1. Два указателя, называемые FRONT и REAR, используются для отслеживания первого и последнего элементов в очереди.
  2. При инициализации очереди мы устанавливаем значение FRONT и REAR равным -1.
  3. При добавлении элемента мы увеличиваем значение индекса REAR и помещаем новый элемент в положение, на которое указывает REAR.
  4. При удалении элемента из очереди мы возвращаем значение, на которое указывает FRONT, и увеличиваем индекс FRONT.
  5. Перед постановкой в очередь мы проверяем, заполнена ли очередь.
  6. Перед снятием очереди мы проверяем, пуста ли очередь.
  7. При инициализации первого элемента мы устанавливаем значение FRONT в 0.
  8. При удалении последнего элемента мы сбрасываем значения FRONT и REAR в -1.

Реализация очереди на языке программирования

Наиболее распространенная реализация очереди использует массивы, но также очередь может быть реализована с использованием списков.

Реализация с использованием C-программирования
#include<stdio.h>
#define SIZE 5

void enQueue(int);
void deQueue();
void display();

int items[SIZE], front = -1, rear = -1;

int main()
{
    //deQueue невозможно в пустой очереди
    deQueue();

    //enQueue 5 elements
    enQueue(1);
    enQueue(2);
    enQueue(3);
    enQueue(4);
    enQueue(5);

    //6-й элемент не может быть добавлен в очередь, потому что очередь заполнена
    enQueue(6);

    display();

    //deQueue удаляет элемент, введенный первым, т.е. 1
    deQueue();

    //Теперь у нас всего 4 элемента
    display();

    return 0;

}

void enQueue(int value){
    if(rear == SIZE-1)
        printf("\nQueue is Full!!");
    else {
        if(front == -1)
            front = 0;
        rear++;
        items[rear] = value;
        printf("\nInserted -> %d", value);
    }
}

void deQueue(){
    if(front == -1)
        printf("\nQueue is Empty!!");
    else{
        printf("\nDeleted : %d", items[front]);
        front++;
        if(front > rear)
            front = rear = -1;
    }
}

void display(){
    if(rear == -1)
        printf("\nQueue is Empty!!!");
    else{
        int i;
        printf("\nQueue elements are:\n");
        for(i=front; i<=rear; i++)
            printf("%d\t",items[i]);
    }
}

Когда вы запускаете эту программу, вы получаете следующее:

Queue is Empty!!
Inserted -> 1
Inserted -> 2
Inserted -> 3
Inserted -> 4
Inserted -> 5
Queue is Full!!
Queue elements are:
1    2    3    4    5    
Deleted : 1
Queue elements are:
2    3    4    5
Реализация с использованием программирования на C ++
#include <iostream>
#define SIZE 5

using namespace std;

class Queue {
private:
    int items[SIZE], front, rear;

public:
    Queue(){
        front = -1;
        rear = -1;
    }

    bool isFull(){
        if(front == 0 && rear == SIZE - 1){
            return true;
        }
        return false;
    }

    bool isEmpty(){
        if(front == -1) return true;
        else return false;
    }

    void enQueue(int element){
        if(isFull()){
            cout << "Queue is full";
        } else {
            if(front == -1) front = 0;
            rear++;
            items[rear] = element;
            cout << endl << "Inserted " << element << endl;
        }
    }

    int deQueue(){
        int element;
        if(isEmpty()){
            cout << "Queue is empty" << endl;
            return(-1);
        } else {
            element = items[front];
            if(front >= rear){
                front = -1;
                rear = -1;
            } /* В Q есть только один элемент, поэтому мы удаляем очередь после удаления. */
            else {
                front++;
            }
            cout << endl << "Deleted -> " << element << endl;
            return(element);
        }
    }

    void display()
    {
        /* Функция для отображения элементов очереди */
        int i;
        if(isEmpty()) {
            cout << endl << "Empty Queue" << endl;
        }
        else
        {
            cout << endl << "Front -> " << front;
            cout << endl << "Items -> ";
            for(i=front; i<=rear; i++)
                cout << items[i] << ""\t";
            cout << endl << "Rear -> " << rear << endl;
        }
    }

};


int main()
{
    Queue q;

    //deQueue невозможно в пустой очереди
    q.deQueue();

    //enQueue 5 элементов
    q.enQueue(1);
    q.enQueue(2);
    q.enQueue(3);
    q.enQueue(4);
    q.enQueue(5);

    //6-й элемент не может быть добавлен в очередь, потому что очередь заполнена
    q.enQueue(6);

    q.display();

    //deQueue удаляет элемент, введенный первым, т.е. 1
    q.deQueue();

    //Теперь у нас всего 4 элемента
    q.display();

    return 0;
}

После запуска мы получим:

Queue is empty

Inserted 1

Inserted 2

Inserted 3

Inserted 4

Inserted 5
Queue is full
Front -> 0
Items -> 1    2    3    4    5    
Rear -> 4

Deleted -> 1

Front -> 1
Items -> 2    3    4    5    
Rear -> 4
Ограничение этой реализации

Как вы можете видеть на изображении ниже, через некоторое время после добавления в очередь и удаления из очереди, размер очереди был уменьшен.

Индексы 0 и 1 могут использоваться только после сброса очереди, когда все элементы удалены.

Изменяя код для очереди, мы можем использовать пространство путем реализации модифицированной очереди, называемой циклической очередью.

Рекомендуем хостинг TIMEWEB
Рекомендуем хостинг TIMEWEB
Стабильный хостинг, на котором располагается социальная сеть EVILEG. Для проектов на Django рекомендуем VDS хостинг.

Комментарии

Только авторизованные пользователи могут публиковать комментарии.
Пожалуйста, авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
Ищу работу?
25,000.00 руб. - 30,000.00 руб.
Разработчик Qt/C++
Barnaul, Altai Krai, Russia

Для зарегистрированных пользователей на сайте присутствует минимальное количество рекламы

ДП
19 октября 2019 г. 1:45
Дмитрий Пасынков

C++ - Тест 001. Первая программа и типы данных

  • Результат:26баллов,
  • Очки рейтинга-10
AS
18 октября 2019 г. 13:27
Artem Sergeevich

C++ - Тест 001. Первая программа и типы данных

  • Результат:13баллов,
  • Очки рейтинга-10
МБ
18 октября 2019 г. 11:05
Михаил Булатов

C++ - Тест 001. Первая программа и типы данных

  • Результат:86баллов,
  • Очки рейтинга6
Последние комментарии
17 октября 2019 г. 2:17
Евгений Легоцкой

Используем, там где требуется :)
MP
17 октября 2019 г. 2:15
Mikhail Petrov

Совет: подключайте ресурсы динамически. Используйте Resource Compiler: https://doc.qt.io/qt-5/rcc.html
16 октября 2019 г. 6:45
Евгений Легоцкой

Если это не чистой воды спам, а по делу, то без проблем. Но в таком случае лучше создавайте отдельный вопрос на форуме . При создании вопроса есть поле, в котором можно указать статью…
КК
16 октября 2019 г. 6:39
Кирилл Кирилыч

А тут можно ссылки на сторонний ресурс показывать? Нашёл на habr похожую статью, только там чуток отличается код и про локальный сервер написано, нужно чтоб кто то понимающий посмотрел и своё …
Сейчас обсуждают на форуме
18 октября 2019 г. 13:30
Евгений Легоцкой

Добрый день. У вас там пробелы находятся в тексте, поэтому и не может сконвертировать. фукция map применяет float ко все символам в каждой строке. В том числе и к символам пробела. А пробе…
17 октября 2019 г. 10:31
Руслан Волшебник

Я вас понял) Спасибо ещё раз. Вы помогли мне во всём разобраться.
t
17 октября 2019 г. 4:13
tupo_chel

И тебе спасибо за помощь)
17 октября 2019 г. 2:14
Евгений Легоцкой

Добрый день. Ну да, этот вариант жизнеспособен. Есть только один момент, который вам необходимо понимать в данном случае. И чего в этой статье или нет, или сказано как-то совсем вскользь, …
EVILEG
О нас
Услуги
© EVILEG 2015-2019
Рекомендует хостинг TIMEWEB