《数据结构课件队列》课件.pptVIP

*****************什么是队列先进先出队列遵循先进先出的原则，先进入队列的元素会先被取出。线性结构队列是一种线性数据结构，元素按照特定的顺序排列，就像一条有序的队伍。队列的特点先进先出队列遵循先进先出(FIFO)的原则，先进入队列的元素将最先被取出。线性结构队列是一种线性数据结构，元素之间按顺序排列，每个元素都有一个前驱和后继。单向访问只能从队列的尾部添加元素，从队列的头部删除元素。应用广泛队列在计算机科学中应用广泛，例如任务调度、缓冲区管理、打印任务管理等。队列的基本操作1入队将新元素添加到队列的尾部。2出队从队列的头部移除元素。3获取队首元素查看队列中第一个元素。4判断队列是否为空检查队列是否包含任何元素。队列的顺序存储实现1数组使用数组来存储队列元素2front指向队头元素3rear指向队尾元素的下一个位置顺序存储实现是使用数组来存储队列元素的一种常见方法。队列的大小在初始化时被固定，数组的索引对应队列元素的顺序。顺序队列的入队和出队1入队将新元素插入到队尾，类似于在数组末尾添加一个新元素。2出队删除队首元素，类似于从数组头部删除第一个元素。3操作步骤检查队列是否已满。如果队列未满，将新元素插入到队尾。如果队列已满，则无法入队，需要进行处理。检查队列是否为空。如果队列不为空，删除队首元素。如果队列为空，则无法出队，需要进行处理。顺序队列溢出和下溢溢出队列已满，无法添加新元素。下溢队列为空，无法删除元素。循环队列的实现环形数组使用一个固定大小的数组，将数组的末尾连接到开头，形成一个环形结构。前后指针使用两个指针分别指向队列的头部和尾部，用于控制入队和出队操作。边界处理需要特殊处理循环队列的边界条件，以避免数组越界。空间利用相比于顺序队列，循环队列可以有效地利用数组空间，避免空间浪费。循环队列的操作入队操作在循环队列中入队时，需要先判断队列是否已满。如果队列已满，则不能入队。否则，将元素插入到队尾，并将队尾指针指向下一个位置。出队操作在循环队列中出队时，需要先判断队列是否为空。如果队列为空，则不能出队。否则，将队头指针指向下一个位置，并将队头元素删除。链式队列的实现1节点结构包含数据域和指向下一个节点的指针2队列头指针指向队列的第一个节点3队列尾指针指向队列的最后一个节点4操作入队、出队、判空、判满链式队列的实现使用链表，每个节点包含数据域和指向下一个节点的指针。队列头指针指向队列的第一个节点，队列尾指针指向队列的最后一个节点。链式队列的操作包括入队、出队、判空、判满。链式队列的操作入队在链式队列的尾部添加新节点，将新节点的地址存入尾节点的next指针。出队删除队头节点，并将队头指针指向下一个节点，释放原队头节点的空间。获取队头元素直接返回队头节点的值。获取队列长度遍历整个链式队列，统计节点数量。队列的应用-任务调度任务排序队列可以用于根据优先级或到达时间对任务进行排序，确保重要任务先执行。资源分配队列可以管理有限的资源，例如CPU或内存，分配给等待执行的任务。任务监控通过队列，可以跟踪任务的执行状态，并及时处理异常情况。队列的应用-缓冲区数据缓存缓冲区用于暂时存储数据，例如从磁盘读取数据或向网络发送数据。流媒体播放缓冲区允许流媒体播放器预先加载数据，确保流畅播放。程序性能优化缓冲区可以减少对磁盘或网络的频繁访问，提高程序性能。队列的应用-打印任务管理打印任务管理系统使用队列来存储和处理打印请求。每个打印请求都会被添加到队列中，并按顺序等待打印。队列的先进先出(FIFO)特性确保了打印任务按照提交的顺序执行，防止打印请求相互混淆。队列的应用-银行业务管理11.银行排队系统队列可以模拟银行排队系统，客户到达银行后进入队列，按顺序等待服务。22.自动取款机自动取款机可以使用队列存储等待取款的客户请求，以确保按顺序处理。33.银行柜台管理银行柜台可以使用队列来管理客户的办理业务流程，提高效率。44.银行交易处理银行的交易处理系统可以使用队列来存储交易请求，确保交易的顺序执行。队列的优点先进先出队列遵循“先进先出”的原则，确保数据按顺序处理，易于管理。易于实现队列可以使用多种数据结构实现，如顺序存储或链式存储，实现简单易懂。广泛应用队列应用广泛，从操作系统到网络编程，都发挥着重要作用，解决多种实际问题。队列的缺点有限容量队列通常具有预定义的容量，一旦容量已满，则无法添加更多元素。