队列的实现

队列的实现

2025/3/22 4:28:06 来源：https://blog.csdn.net/wyuchen123/article/details/140869470 浏览: 次关键词：队列的实现

这是C++算法基础-数据结构专栏的第二十三篇文章，专栏详情请见此处。

引入

队列是一种常用的一种线性数据结构。它多用于在BFS（Breadth First Search，宽（广）度优先搜索）中存储数据。

下面我们就来讲队列的实现。

定义

队列（queue）是一种具有「先进入队列的元素一定先出队列」性质的表。由于该性质，队列通常也被称为先进先出（first in first out）表，简称 FIFO 表。

过程

队列，一听这个名字，我们就会想起排队时的情景：先进来排队的人会先从另一边出来，这就叫先进先出，队列就是这样的一种数据结构。

我们接下来要学习五种队列的最主要操作：构建，插入（写入）数据、删除数据、取队头值、判断队列是否为空。

构建队列

我们先定义一个数组 $que[]$ ，用来表示队列，接着还需要两个变量 $hh$ 和 $tt$ ，用来表示队头和队尾。刚开始 $hh=0$ ， $tt=-1$ 。

Q：为什么刚开始要 $hh=0$ ， $tt=-1$ 呢？

A：这是整个队列的实现的重要一点，理解了它就能把整个模拟队列理解。当队列中只有一个元素时，这个元素即是队头也是队尾，所以 $hh$ 和 $tt$ 都要指向此元素，所以当队列为空时，就必须 $tt=-1$ 。当然，这只是我习惯上的做法，若你初始时 $hh=tt=0$ ，那么就意味着 $tt$ 指向队列中最后一个元素的后一个位置，方法是可以灵活变换的。

向队尾插入（写入）数据

先在队尾进行数据赋值，然后将 $tt++$ 。

从队头弹出数据

直接 $hh++$ ，使队头减少一层。

Q：将队头减少一层，队列中还有刚刚的数据，直接做会不会有问题呢？

A：没有关系，将队头减少一层，就无法访问刚才的数据了。所以，直接操作队头就可以实现了。

取队头值

输出 $que[hh]$ 的值即可。

判断队列是否为空

判断队头和队尾的关系，若 $hh>tt$ ，说明队列为空，反之也成立。

值得一提的是，y总在常用代码模板2——数据结构中给出了一种循环队列的实现方式，这里我就不讲解了，只会将代码整理并展现出来。

性质

时间复杂度

上述关于队列的操作，时间复杂度都是 $O(1)$ 的。

代码

下面给出队列的实现代码：

1.普通队列：int que[N],hh=0,tt=-1;void push(int x){que[++tt]=x;
}void pop(){hh++;
}int top(){return que[hh];
}bool empty(){if(hh>tt) return 1;elsereturn 0;
}--------------------------------------------------2.循环队列：int que[N],hh=0,tt=0;void push(int x){que[tt++]=x;if(tt==N)tt=0;
}void pop(){hh++;if(hh==N)hh=0;
}int top(){return que[hh];
}bool empty(){if(hh==tt) return 1;elsereturn 0;
}