数据结构.队列

一、定义

队列（Queue）是只允许在一端进行插入，而在另一端进行删除的运算受限的线性表。

二、基本概念

1.允许删除的一端称为队头（Front）。

2.允许插入的一端称为队尾（Rear）。

3.当队列中没有元素时称为空队列。

4.队列亦称作先进先出（First In First Out）的线性表，简称为FIFO表。

　队列的修改是依先进先出的原则进行的。新来的成员总是加入队尾（即不允许"加塞"），每次
 离开的成员总是队列头上的（不允许中途离队），即当前"最老的"成员离队

///Name:Queue
///Author:JA
///Date:2015-3-6



///单链队列——队列的链式存储结构
typedef  struct QNode{
    QElemType data;
    struct QNode *next;

}QNode, *QueuePtr;
typedef struct{
    Queue front;         //队头指针
    Queue rear;          //队尾指针
}LinkQueue;

///基本操作的算法部分
Status InitQueue(LinkQueue *Q){
    //构造一个空队列Q
    Q.front = Q.rear = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
    if (!Q.front) exit(OVERFLOW);
    Q.front->next = NULL;
    return OK;
}

Status DestroyQueue(LinkQueue *Q){
    //销毁队列
    while (Q.front){
        Q.rear = Q.front->next;
        free(Q.front);
        Q.front = Q.rear;
    }
    return OK;
}

Status EnQueue(LinkQueue *Q，QElemType e){
    //插入元素e为新的队尾元素
    p=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
    if (!p)exit(OVERFLOW);
    p->data = e; p->next = NULL;
    Q.rear->next = p; 
    Q.rear = p;
    return OK;
}

Status DeQueue(LinkQueue *Q，QElemType &e){
    //若队列不为空，则删除Q的队头元素，用e返回其值，并返回OK
    //否则返回ERROR
    if (Q.front = Q.rear) return ERROR;
    p = Q.front->next;
    e = p->data;
    Q.front->next = p->next;
    if (Q.rear == p) Q.rear = Q.front;
    free(p);
    return    OK;
}

三、队列的应用

1.CPU资源的竞争问题。在具有多个终端的计算机系统中，有多个用户需要使用CPU各自运行自己的程序，它们分别通过各自终端向操作系统提出使用CPU的请求，操作系统按照每个请求在时间上的先后顺序，将其排成一个队列，每次把CPU分配给队头用户使用，当相应的程序运行结束，则令其出队，再把CPU分配给新的队头用户，直到所有用户任务处理完毕。

2.主机与外部设备之间速度不匹配的问题。以主机和打印机为例来说明，主机输出数据给打印机打印，主机输出数据的速度比打印机打印的速度要快得多，若直接把输出的数据送给打印机打印，由于速度不匹配，显然是不行的。所以解决的方法是设置一个打印数据缓冲区，主机把要打印输出的数据依此写如到这个缓冲区中，写满后就暂停输出，继而去做其它的事情，打印机就从缓冲区中按照先进先出的原则依次取出数据并打印，打印完后再向主机发出请求，主机接到请求后再向缓冲区写入打印数据，这样利用队列既保证了打印数据的正确，又使主机提高了效率。