分别定义队列的基本操作(初始化、判断空满、查询长度、入队、出队、遍历队列、取队头数据元素)。 设计一个测试主函数进行测试。 对程序的运行结果进行分析。
时间: 2024-10-25 21:14:28 浏览: 57
队列是一种先进先出(First In First Out, FIFO)的数据结构,常用于模拟排队系统。以下是队列的一些基本操作:
1. 初始化(Queue的构造函数):创建一个新的队列实例时,通常会自动完成初始化,比如创建一个空的队列,如在Python的`list`或`collections.deque`中,可以这么做:
```python
from collections import deque
queue = deque()
```
2. 判断空满(is_empty 和 is_full):检查队列是否为空或已满。由于队列通常是动态大小的,没有特定的“满”状态,但在有限容量的实现(如数组)中,可以设置一个最大容量作为条件:
```python
def is_empty(queue):
return len(queue) == 0
def is_full(queue, max_size):
return len(queue) == max_size
```
3. 查询长度(size 或 length):获取队列中元素的数量:
```python
def get_length(queue):
return len(queue)
```
4. 入队(enqueue 或 push):向队列末尾添加元素:
```python
def enqueue(queue, item):
queue.append(item)
```
5. 出队(dequeue 或 pop):从队列前端移除并返回第一个元素:
```python
def dequeue(queue):
if not is_empty(queue):
return queue.popleft() # 对于Python的deque
# return queue.pop(0) for regular list
```
6. 遍历队列(traversal):访问队列的所有元素,没有专门的函数,通常通过循环实现:
```python
def traverse(queue):
for item in queue:
print(item)
```
7. 取队头数据元素(peek 或 front):查看队首元素而不删除它,有些实现允许这样做:
```python
def peek(queue):
if not is_empty(queue):
return queue[0] # 如果允许修改,返回item即可
```
测试主函数示例(Python):
```python
def test_queue():
q = deque()
print("Test empty:", is_empty(q))
print("Length:", get_length(q))
enqueue(q, "A")
enqueue(q, "B")
print("After enqueueing A and B:")
traverse(q)
print("Peek at the front:", peek(q))
print("Dequeue:", dequeue(q))
print("New length after dequeue:", get_length(q))
test_queue()
```
分析:
运行上述测试主函数,将显示队列的操作效果。例如,首先确认队列为空,然后添加两个元素,验证入队操作,接着查看队头元素并出队,再次检查队列长度。如果所有操作都按照预期执行,说明队列的设计和实现是正确的。
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