简单数据结构（二）队列

队列

顺序队列：用一片连续的存储空间来存储队列中的数据元素，这样的队列称为顺序队列(Sequence Queue)。用一维数组来存放顺序队列中的数据元素。队头位置设在数组下标为 0 的端，用 front 表示；队尾位置设在数组的另一端，用 rear 表示。 front 和 rear 随着插入和删除而变化。当队列为空时， front=rear=-1。
图是顺序队列的两个指示器与队列中数据元素的关系图。

入队：进队列的元素 从队首开始排 慢慢排到队尾

出队：出队列的元素 从队首开始出 一个个排下去

顺序队列-(循环顺序队列)：如果再有一个数据元素入队就会出现溢出。但事实上队列中并未满，还有空闲空间，把这种现象称为“假溢出”。这是由于队列“队尾入队头出”的操作原则造成的。解决假溢出的方法是将顺序队列看成是首尾相接的循环结构，头尾指示器的关系不变，这种队列叫循环顺序队列(Circular sequence Queue)。循环队列如图所示。

来自系统的队列：

BCL 中的队列

C#2.0 以下版本提供了非泛型的Ｑueue类

C#2.0 提供了泛型Queue<T>类
方法
1，Enqueue()入队(放在队首)
2，Dequeue()出队(移除队首元素，并返回被移除的元素)
3，Peek()取得队首的元素，不移除
4，Clear()清空元素
5，Count获取队列中元素的个数

程序实现：

          //1.使用BCL中的队列
            Queue<int> queue = new Queue<int>();

            //入队
              queue.Enqueue(23);//队首
              queue.Enqueue(45);
            queue.Enqueue(67);
            queue.Enqueue(89);
            Console.Write("添加了23 45 67 89之后队列为：");
            foreach (int a in queue)
            {
                Console.Write(a + " ");
            }
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("添加了23 45 67 89之后队列的大小为："+queue.Count);

            //出队(取得队首的数据，并删除)
            int i = queue.Dequeue();
            Console.WriteLine("取得队首的数据为:" + i);
            Console.WriteLine("出队之后队列的大小为：" + queue.Count);
            int j = queue.Peek();
            Console.WriteLine("Peek得到的结果是：" + j);
            Console.WriteLine("Peek之后队列的大小为：" + queue.Count);
            queue.Clear();
            Console.WriteLine("Clear之后队列的大小为：" + queue.Count);

            Console.ReadKey();

结果:

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自己实现队列:

队列接口定义

internal interface IQueue<T>
    {
        int Count { get; } //取得队列长度的属性
        int GetLength(); //求队列的长度
        bool IsEmpty(); //判断对列是否为空
        void Clear(); //清空队列
        void Enqueue(T item); //入队
        T Dequeue(); //出队
        T Peek(); //取队头元素
    }

顺序队列的实现:

class SeqQueue<T>:IQueue<T>
    {
        private T[] data;
        private int count;//表示当前有多少个元素
         private int front;//队首(队首元素索引减一)
        private int rear;//队尾（队尾元素索引）

        //构造函数
        public SeqQueue(int size)
        {
            data=new T[size];
            count = 0;
            front = -1;
            rear = -1;
        }
        //默认构造函数 
        public SeqQueue() : this(10)
        {
        }
        //返回队列内数量
        public int Count 
        {
            get { return count; }
        }
        //取得队列长度
        public int GetLength()
        {
            return count;
        }
        //判断队列是否唯为空
        public bool IsEmpty()
        {
            return count == 0;
        }
        //清除队列
        public void Clear()
        {
            count = 0;
            front = rear = -1;
        }
        //往队列里添加
        public void Enqueue(T item)
        {
            if (count==data.Length)
            {
                Console.WriteLine("队列已满，不可以再添加新的数据");
            }
            else
            {
                if (rear == data.Length-1)
                {
                    data[0] = item;
                    rear = 0;
                }
                else
                {
                    data[rear + 1] = item;
                    rear++;
                }
                count++;
            }
        }
        //移除队首元素 并返回该值
        public T Dequeue()
        {
            if (count > 0)
            {
                T temp = data[front + 1];
                front++;
                count--;
                return temp;
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("队列为空，无法取得队首的数据");
                return default(T);
            }
        }
        //取得队首元素 不移除
        public T Peek()
        {
            T temp = data[front + 1];
            return temp;
        }
    }

结果和之前是一样的,在这里就不贴出了。

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栈队列：队列的另外一种存储方式是链式存储，这样的队列称为链队列(Linked Queue)。链队列通常用单链表来表示，它的实现是单链表的简化。所以，链队列的结点的结构与单链表一样，如图所示。由于链队列的操作只是在一端进行，为了操作方便，把队头设在链表的头部，并且不需要头结点。

链队列结点类：

class Node<T>
    {
        private T data;//数据域
        private Node<T> next;//引用域

        //构造方法
        public Node(T data)
        {
            this.data = data;
        }
        //数据域属性
        public T Data
        {
            get { return data; }
            set { data = value; }
        }
        //引用域属性
        public Node<T> Next
        {
            get { return next; }
            set { next = value; }
        }
    }

栈队列的实现：

class LinkQueue<T>:IQueue<T>
    {
        private Node<T> front;//头结点
        private Node<T> rear;//尾节点 
        private int count;//表示元素的个数

        public LinkQueue()
        {
            front = null;
            rear = null;
            count = 0;
        }
        public int Count 
        {
            get { return count; }
        }
        public int GetLength()
        {
            return count;
        }
        public bool IsEmpty()
        {
            return count == 0;
        }
        public void Clear()
        {
            front = null;
            rear = null;
            count = 0;
        }
        public void Enqueue(T item)
        {
            Node<T> newNode=new Node<T>(item);
            if (count == 0)
            {
                front = newNode;
                rear = newNode;
                count = 1;
            }
            else
            {
                rear.Next = newNode;
                rear = newNode;
                count++;
            }
        }
        public T Dequeue()
        {
            if (count == 0)
            {
                Console.WriteLine("对列为空，无法出队");
                return default(T);
            }
            else if (count == 1)
            {
                T item = front.Data;
                front = rear = null;
                count = 0;
                return item;
            }
            else
            {
                T item = front.Data;
                front = front.Next;
                count--;
                return item;

            }
        }
        public T Peek()
        {
            if (front != null)
            {
                return front.Data;
            }
            else
            {
                return default(T);
            }
        }
    }

结果同上。