数据结构队列实验报告.docx

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数据结构队列实验报告

队列实验报告

小组成员：

xxxxxxxx日期：

xxxxxxxx

1、需求分析（xxx）

1.链队列

1）在本演示程序中，首先要链队列添加一个头结点，并判断队列是否为空，它只允许在表的一端进行插入，而在另一端删除元素，允许插入的一段叫队尾，允许删除的一端则为对头，接着访问队列中所有元素，并输出，输出是每个元素之间用空格来完成。

最后销毁队列，释放空间。

2）演示程序以用户和计算机的对话方式执行，即在计算机终端上显示“欢迎来到链队列”“元素入队”“元素出队”“销毁队列”“清空队列”之后。

由用户在键盘上输入演示程序中规定的运算命令，相应的运算数据和显示结果显示在其后。

3）程序执行的命令包括：

欢迎来到链队列

1输出队列长度

2元素入队

3元素出队

4销毁队列

5清空队列

6对头元素

7退出链队列

4）测试数据

入队1

2

3

4

5

分别执行“元素入队”“元素出队”“销毁队列”“清空队列”等操作。

2.顺序队列

1）在本演示程序中，首先要顺序队列添加一个头结点，并判断队列是否为空，它只允许在表的一端进行插入，而在另一端删除元素，允许插入的一段叫队尾，允许删除的一端则为对头，接着访问队列中所有元素，并输出，输出是每个元素之间用空格来完成。

2）演示程序以用户和计算机的对话方式执行，即在计算机终端上显示“欢迎来到链队列”“元素入队”“元素出队”“取得头结点”“输出显示”之后。

由用户在键盘上输入演示程序中规定的运算命令，相应的运算数据和显示结果显示在其后。

3）程序执行的命令包括：

欢迎来到顺序队列

1入队

2出队

3判断是否为空

4取得头结点

5输出显示

6退出顺序队列

4）测试数据

入队1

2

3

4

5

分别执行“元素入队”“元素出队”等操作。

3循环队列

1）在本演示程序中，首先要顺序队列添加一个头结点，并判断队列是否为空，初始化建空队列时，令front=rear=0,每当插入新的队列尾元素时，“尾指针增1”；每当删除队列头元素时，“头指针增1”。

接着访问队列中所有元素，并输出，输出是每个元素之间用空格来完成。

2）演示程序以用户和计算机的对话方式执行，即在计算机终端上显示“欢迎来到链队列”“元素入队”“元素出队”“取得头结点”“输出显示”之后。

由用户在键盘上输入演示程序中规定的运算命令，相应的运算数据和显示结果显示在其后。

3）程序执行的命令包括：

欢迎来到循环队列

1入队

2出队

3判断是否为空

4取得头结点

5输出显示

6退出顺序队列

4）测试数据

入队1

2

3

4

5

分别执行“元素入队”“元素出队”等操作。

2．概要设计（xxxx）

⒈为实现上述算法，需要顺序表的抽象数据类型，抽象数据类型定义如下：

ADTQueue{

数据对象：

D={ai|ai∈ElemSet,i=1,2,3...,n,n>=0}

数据关系:

R={|ai-1,ai∈D,i=2,...,n}

基本操作：

InitQueue（&Q）

操作结果：

构造一个空队列。

DestroyQueue（&Q）

初始条件：

队列Q已存在。

操作结果：

队列Q已被销毁。

ClearQueue（&Q）

初始条件：

队列Q已存在。

操作结果：

将Q清为空队列。

QueueEmpty（Q）

初始条件：

队列Q已存在。

操作结果：

若Q为空队列，则返回TRUE,否则FALSE。

QueueLength（Q）

初始条件：

队列Q已存在。

操作结果：

返回Q元素的个数，即队列的长度。

GetHead（Q,&e）

初始条件:

Q为非空队列。

操作结果：

用e返回Q的队头元素。

EnQueue（&Q,e）

初始条件：

队列Q已存在。

操作结果：

插入e返回Q的新的队尾元素。

DeQueue（&Q，&e）

初始条件：

Q为非空队列。

操作结果：

删除Q的队头元素，并用e返回其值。

}ADTQueue

2.单链队列

typedefstructQNode

{

QElemType;

structQNode*next;//指针域

}QNode,*QueuePtr;

Typedefstruct{

QueuePtrfront;

QueuePtrrear;

}LinkQueue;

StatusInitQueue（LinkQueue&Q）

//构造一个空队列。

StatusDestroyQueue（LinkQueue&Q）

//销毁队列Q，Q不存在。

StatusClearQueue（LinkQueue&Q）

//将Q清为空队列。

StatusQueueEmpty（LinkQueueQ）

//若Q为空队列，则返回TRUE,否则FALSE。

intQueueLength（LinkQueueQ）

//返回Q元素的个数，即队列的长度。

StatusGetHead（LinkQueueQ,QElemType&e）

//若队列不为空，则用e返回Q的队头元素，并返回OK;否则返回ERROR。

StatusEnQueue（LinkQueue&Q,QElemTypee）

//插入e返回Q的新的队尾元素。

StatusDeQueue（LinkQueue&Q,QElemType&e）

//若队列不空，则删除Q的队头元素，并用e返回其值，并返回OK;否则返回ERROR。

三．详细设计（xxx）

1.顺序队列的实现和运算

1）元素的类型

typedefstruct

{

Datatypedata[MAXSIZE];

intfront,rear;

}Squeue;

2）空的队列的构造

voidInitSqueue（Squeue*p）/*初始化队列*/

{

p->front=0;

p->rear=0;

}

3）元素的入队

intEnsqueue1（Squeue1*q,Datatypee）/*入队*/

{

if（（q->rear+1）%MAXSIZE==q->front）

{

printf（"\n队列已满\n"）;

return0;

}

4）元素的出队

intDeSqueue1（Squeue1*q,Datatype*e）/*出队*/

{

if（q->front==q->rear）

{

printf（"队列已空,无法出队!

"）;

return0;

}

*e=q->data[q->front];

q->front=（q->front+1）%MAXSIZE;

return1;

}

5）判断队列是否为空

intQueueEmpty1（Squeue1q）//判断是否为空

{

if（q.front==q.rear）

return1;

else

return0;

}

6）队头元素的取值的算法

intGethead1（Squeue1*q,Datatype*e）//取对头元素

{

if（q->front==q->rear）

{

printf（"队列已空，无法出队!

"）;

return0;

}

else

*e=q->data[q->front];

return1;

}

7）遍历顺序队列的算法

voiddisplay1（Squeue1q）//遍历顺序对列

{

printf（"此队列数据为:

\n"）;

if（q.front==q.rear）

printf（"此队列为空!

"）;

else

{

while（q.front

{

printf（"%d\t",q.data[q.front]）;

q.front=（q.front+1）%MAXSIZE;

}

printf（"\n"）;

}

2.链式队列的实现和运算

1）构造空队列的算法

voidInitQueue2（LinkQueue*q）

{//构造一个空队列Q

q->front=q->rear=malloc（sizeof（QNode））;

if（!

q->front）

exit

（1）;

q->front->next=NULL;

}

2）元素的入队算法

voidEnQueue2（LinkQueue*q,QElemTypee）//将元素e进队

{

QueuePtrp;

p=（QueuePtr）malloc（sizeof（QNode））;//创建新节点

if（!

p）//如果内存分配成功

exit

（1）;

p->data=e;//初始化新节点数据为e

p->next=NULL;

q->rear->next=p;

q->rear=p;

}

3）元素的出队的算法

intDeQueue2（LinkQueue*q,QElemTypee）//队头结点出队,将出队的元素存入e

{

QueuePtrp;

if（q->front==q->rear）//队列为空

return0;

p=q->front->next;//初始化temp为要出队的结点指针

if（q->front->next==q->rear）//要出队的结点为最后一个结点

q->rear=q->front;

e=p->data;//要出队的数据元素为e

q->front->next=p->next;//使下一个结点变为对头

free（p）;//删除要出队的结点

returne;

}

4）队列的长度算法

voidQueueLength2（LinkQueue*q）//返回队列长度

{

QueuePtrp;

inti=0;

p=q->front->next;

while（p）

{

++i;

p=p->next;

}

printf（"链队列长度为:

%d\n",i）;

}

5）队列的销毁

voidDestroyQueue2（LinkQueue*q）

{

while（q->front）

{

q->rear=q->front->next;

free（q->front）;

q->front=q->rear;

if（!

q->rear）

free（q->rear）;

}

free（q->front）;

}

6）队列的输出算法

voidoutput2（LinkQueue*q）//输出队列

{

QueuePtrp;

p=q->front->next;

printf（"链队列元素依次为:

"）;

while（p）

{

printf（"%d->",p->data）;

p=p->next;

}

printf（"\n"）;

}

7）队列的清空的算法

voidClear2（LinkQueue*q）//清空队列

{

QueuePtrtemp=q->front->next;

while（temp）

{

QueuePtrtp=temp;

temp=temp->next;

free（tp）;

}

temp=q->front;

q->front=q->rear=NULL;

free（temp）;

}

8）返回对头元素的算法

int