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阻塞队列与非阻塞队列(阻塞队列和普通队列)



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队列的定义:

队列(queue)是只允许在一端进行插入操作,而在另一端进行删除操作的线性表。

队列是一种先进先出(First In First Out)的线性表,简称FIFO。允许插入的一端称为队尾,允许删除的一端称为队头。

队头(Front):允许删除的一端,又称队首。

队尾(Rear):允许插入的一端。

空队列:不包含任何元素的空表。

队列的基本操作:

1、InitQueue(&Q):初始化队列,构造一个空队列Q。

2、QueueEmpty(Q):判队列空,若队列Q为空返回true,否则返回false。

3、EnQueue(&Q, x):入队,若队列Q未满,将x加入,使之成为新的队尾。

4、DeQueue(&Q, &x):出队,若队列Q非空,删除队头元素,并用x返回。

5、GetHead(Q, &x):读队头元素,若队列Q非空,则将队头元素赋值给x。

队列的顺序实现是指分配一块连续的存储单元存放队列中的元素,并附设两个指针:队头指针 front指向队头元素,队尾指针 rear 指向队尾元素的下一个位置。
顺序队列:
#define MAXSIZE 50 //定义队列中元素的最大个数typedef struct{ ElemType data[MAXSIZE]; //存放队列元素 int front,rear;}SqQueue;
初始状态(队空条件):Q->front == Q->rear == 0。
进队操作:队不满时,先送值到队尾元素,再将队尾指针加1。
出队操作:队不空时,先取队头元素值,再将队头指针加1。
循环队列:

我们把队列的这种头尾相接的顺序存储结构称为循环队列。

当队首指针Q->front = MAXSIZE-1后,再前进一个位置就自动到0,这可以利用除法取余运算(%)来实现。

初始时:Q->front = Q->rear=0。

队首指针进1:Q->front = (Q->front + 1) % MAXSIZE。

队尾指针进1:Q->rear = (Q->rear + 1) % MAXSIZE。

队列长度:(Q->rear - Q->front + MAXSIZE) % MAXSIZE。

队空的条件:Q->front == Q->rear 。

队满的条件:Q ->front == Q -> rear 。

为了区分队空还是队满的情况,有三种处理方式:

(1)牺牲一个单元来区分队空和队满,入队时少用一个队列单元,这是种较为普遍的做法,约定以“队头指针在队尾指针的下一位置作为队满的标志”,如图 ( d2 )所示。

队满条件:(Q->rear + 1)%Maxsize == Q->front
队空条件仍:Q->front == Q->rear
队列中元素的个数:(Q->rear - Q ->front + Maxsize)% Maxsize

(2)类型中增设表示元素个数的数据成员。这样,队空的条件为 Q->size == O ;队满的条件为 Q->size == Maxsize 。这两种情况都有 Q->front == Q->rear

(3)类型中增设tag 数据成员,以区分是队满还是队空。tag 等于0时,若因删除导致 Q->front == Q->rear ,则为队空;tag 等于 1 时,若因插入导致 Q ->front == Q->rear ,则为队满。

循环队列常见基本算法
//循环队列的顺序存储结构typedef int ElemType; //ElemType的类型根据实际情况而定,这里假定为int#define MAXSIZE 50 //定义元素的最大个数/*循环队列的顺序存储结构*/typedef struct{ ElemType data[MAXSIZE]; int front; //头指针 int rear; //尾指针,若队列不空,指向队列尾元素的下一个位置}SqQueue;
/*初始化一个空队列Q*/Status InitQueue(SqQueue *Q){ Q->front = 0; Q->rear = 0; return OK;}
/*初始化一个空队列Q*/Status InitQueue(SqQueue *Q){ Q->front = 0; Q->rear = 0; return OK;}
//求循环队列的长度/*返回Q的元素个数,也就是队列的当前长度*/int QueueLength(SqQueue Q){ return (Q.rear - Q.front + MAXSIZE) % MAXSIZE;}
//循环队列入队/*若队列未满,则插入元素e为Q新的队尾元素*/Status EnQueue(SqQueue *Q, ElemType e){ if((Q->rear + 1) % MAXSIZE == Q->front){ return ERROR; //队满 } Q->data[Q->rear] = e; //将元素e赋值给队尾 Q->rear = (Q->rear + 1) % MAXSIZE; //rear指针向后移一位置,若到最后则转到数组头部 return OK;}
//循环队列出队/*若队列不空,则删除Q中队头元素,用e返回其值*/Status DeQueue(SqQueue *Q, ElemType *e){ if(isEmpty(Q)){ return REEOR; //队列空的判断 } *e = Q->data[Q->front]; //将队头元素赋值给e Q->front = (Q->front + 1) % MAXSIZE; //front指针向后移一位置,若到最后则转到数组头部}
队列:

队列的链式存储结构表示为链队列,它实际上是一个同时带有队头指针和队尾指针的单链表,只不过它只能尾进头出而已。

空队列时,front和real都指向头结点。

当Q->front == NULL 并且 Q->rear == NULL 时,链队列为空。

/*链式队列结点*/typedef struct { ElemType data; struct LinkNode *next;}LinkNode;/*链式队列*/typedef struct{ LinkNode *front, *rear; //队列的队头和队尾指针}LinkQueue;
/*链式队列初始化*/void InitQueue(LinkQueue *Q){  Q->front = Q->rear = (LinkNode)malloc(sizeof(LinkNode));  //建立头结点 Q->front->next = NULL; //初始为空}

/*链式队列入队*/Status EnQueue(LinkQueue *Q, ElemType e){ LinkNode s = (LinkNode)malloc(sizeof(LinkNode)); s->data = e; s->next = NULL; Q->rear->next = s; //把拥有元素e新结点s赋值给原队尾结点的后继 Q->rear = s; //把当前的s设置为新的队尾结点 return OK;}

/*链式队列出队*//*若队列不空,删除Q的队头元素,用e返回其值,并返回OK,否则返回ERROR*/Status DeQueue(LinkQueue *Q, Elemtype *e){ LinkNode p; if(Q->front == Q->rear){ return ERROR; } p = Q->front->next; //将欲删除的队头结点暂存给p *e = p->data; //将欲删除的队头结点的值赋值给e Q->front->next = p->next; //将原队头结点的后继赋值给头结点后继 //若删除的队头是队尾,则删除后将rear指向头结点 if(Q->rear == p){  Q->rear = Q->front; } free(p); return OK;}

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