【算法入门】设计模板队列|循环队列

原创

wx631451f00e5b0 2022-11-17 00:53:49 ©著作权

文章标签 算法数据结构 c++ 原力计划循环队列 文章分类 数据结构与算法人工智能

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✅作者简介：热爱后端语言的大学生
✨精品专栏：C++面向对象
🔥系列专栏：算法百炼成神

文章目录

🔥前言
1、AB7 【模板】队列

1.1、解题思路
1.2、代码实现及解析

2、AB8 【模板】循环队列

2.1、解题思路
2.2、代码实现及解析

🔥前言

本专栏收录的均为牛客网的算法题目，内含链表、双指针、递归、动态规划、基本数据结构等算法思想的具体运用。牛客网不仅有大量的经典算法题目，也有大厂的面试真题，面试、找工作完全可以来这里找机会。此外，网站内的编码主题多样化，调试功能可运用性强，可谓是非常注重用户体验。这么好的免费刷题网站还不快入手吗，快去注册开启算法百炼成神之路吧！

1、AB7 【模板】队列

题目链接：设计队列

考查队列的基本特点、类的设计，适合新手入门与老手巩固，不妨挑战一下

题目描述：

【算法入门】设计模板队列|循环队列_数据结构

1.1、解题思路

解决此题需要明白队列的属性及含义：

初始状态下的队列示意图：
有元素入队后的队列示意图：
队首指针front和队尾指针rear是队列操作的核心
数组buffer可以看作是队列所占的空间
初始状态队首指针和队尾指针都在下标0的位置
随着元素入队，rear向后移动，front不变，只有出队操作可以让其向后移动

1.2、代码实现及解析

本题源码：

#include <iostream>
using namespace std;
class queue {
    int tail = 0;
    int head = 0;
    int buffer[100001];
  public:
    void push(int x) {
        buffer[tail++] = x;
    }
    void pop() {
        if (tail == head)
            cout << "error" << endl;
        else
            cout << buffer[head++] << endl;
    }
    void front() {
        if (tail == head)
            cout << "error" << endl;
        else
            cout << buffer[head] << endl;
    }
};
int main() {
    queue q;
    int n;
    cin >> n;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        string op;
        cin >> op;
        if (op == "push") {
            int x;
            cin >> x;
            q.push(x);
        } else if (op == "pop")
            q.pop();
        else
            q.front();
    }
    return 0;
}

重要注释：

初始化队首和队尾指针为0，根据操作次数n来确定队列大小为100001
push操作会让队尾指针rear向后移动，因此使用了自增的形式
front操作需要先判断队列是否为空，若为空就打印error，反之打印队首元素buffer[front]
pop操作在front操作的基础上让队首指针自增，相当于队首出队

2、AB8 【模板】循环队列

题目链接：循环队列

在上面题的基础上，加了循环的特点，思考一下队空或者队满的条件即可解题

题目描述：

【算法入门】设计模板队列|循环队列_算法_02

【算法入门】设计模板队列|循环队列_算法_03

2.1、解题思路

根据输入描述可以知道循环队列可利用空间大小是由我们输入的，提前并不可知，因此直接封装成一个队列类不太合适。所以我把队列当作数组来处理，根据方法的要求来设计循环队列：

当队首指针front和队尾指针rear相等时，代表的要么是队空或者队满：

我们可以把front==rear当作队空的条件
队满的判断：
当循环队列中只剩下一个空存储单元时，队列就已经满了，
因此队满条件为：(rear+1)%(n+1)==front

push操作先判断队列是否已满，如果满就输出full，反之元素入队，队尾指针rear循环
front操作先判断队列是否为空，如果空就输出empty，反之打印队首指针对应的元素
pop操作在front的基础上将队首指针front循环

2.2、代码实现及解析

本题源码：

#include <iostream>
using namespace std;
const int N = 100001;
int a[N];
int front, rear = 0;
int n, q;
int MAXSIZE;
int main() {
    cin >> n >> q;
    string oper;
    MAXSIZE = n + 1;
    while (q--) {
        cin >> oper;
        if (oper == "push") {
            //判断队满条件:front == (rear + 1) % MAXSIZE
            if (front == (rear + 1) % MAXSIZE) {
                int x;
                cin >> x;
                cout << "full" << endl;
            } else {
                int x;
                cin >> x;
                a[rear] = x;
                rear = (rear + 1) % MAXSIZE;
            }
        } else if (oper == "front") {
            //判断队空条件：front==rear
            if (rear == front) {
                cout << "empty" << endl;
            } else {
                cout << a[front] << endl;
            }
        } else {
            //判断队空条件：front==rear
            if (rear == front) {
                cout << "empty" << endl;
            } else {
                cout << a[front] << endl;
                front = (front + 1) % MAXSIZE;
            }
        }
    }
    return 0;
}