设计一个循环队列QUEUE<T>,用data[0..MaxSize-1]存放队列元素,用front和rear分别作为队头和队尾指针,并用一个标志tag队列可能空(false)或可能满((true),要求设计队列的相关基本运算算法

时间: 2023-05-27 10:02:35 浏览: 156
以下是循环队列QUEUE<T>的基本运算算法: 1. 构造函数:用于初始化循环队列。在构造函数中设置队头和队尾指针front和rear均为0,标志tag为false,表示队列为空。 2. 入队操作enqueue(T item):向队列尾部插入元素item。如果队列已满,则抛出队满异常。如果队列非满,则将元素item插入队尾,并将rear指针向后移动一位。 3. 出队操作dequeue():从队列头部取出一个元素并将其删除。如果队列非空,则返回被删除元素的值,并将front指针向后移动一位。如果队列已空,则抛出队空异常。 4. 获取队头元素getFront():返回循环队列的队头元素,并不删除队头元素。如果队列为空,则抛出队空异常。 5. 获取队列中元素个数getSize():返回循环队列中元素的个数。 6. 判断队列是否为空isEmpty():如果队列为空,则返回true,否则返回false。 7. 判断队列是否已满isFull():如果队列已满,则返回true,否则返回false。 下面是循环队列QUEUE<T>的代码实现: ``` template <typename T> class QUEUE { private: T* data; int front, rear; int capacity; bool tag; // 解决队列满和空的标志 public: // 构造函数 QUEUE(int cap) : front(0), rear(0), capacity(cap + 1), tag(false) { data = new T[capacity]; } // 入队操作 void enqueue(T item) { if (isFull()) throw("Queue is full."); data[rear] = item; rear = (rear + 1) % capacity; if (rear == front) tag = true; } // 出队操作 T dequeue() { if (isEmpty()) throw("Queue is empty."); T item = data[front]; front = (front + 1) % capacity; if (rear == front) tag = false; return item; } // 获取队头元素 T getFront() { if (isEmpty()) throw("Queue is empty."); return data[front]; } // 获取队列中元素个数 int getSize() { if (tag) return capacity - 1; else return (rear - front + capacity) % capacity; } // 判断队列是否为空 bool isEmpty() { return front == rear && !tag; } // 判断队列是否已满 bool isFull() { return front == rear && tag; } // 析构函数 ~QUEUE() { delete[] data; } }; ```

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完善如下代码:#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #define MAXSIZE 100 #define ERROR 0 #define OK 1 typedef int Status; typedef char ElementType; typedef struct TNode{ ElementType Data; struct TNode * Left; struct TNode * Right; }BiTNode,* BinTree; typedef struct QNode{ BinTree Data[MAXSIZE]; int front,rear; }* Queue; void LevelorderTraversal ( BinTree BT ); Queue CreatQueue(); Status IsFullQ(Queue Q); Status AddQ(Queue Q,BinTree X); Status IsEmptyQ(Queue Q); BinTree DeleteQ(Queue Q); BinTree CreatBinTree() { ElementType Data; BinTree BT, T; Queue Q = CreatQueue(); scanf("%c",&Data); if( Data != '@'){ BT = (BinTree)malloc(sizeof(struct TNode)); BT->Data = Data; BT->Left = BT->Right = NULL; AddQ(Q,BT); } else return NULL; while(!IsEmptyQ(Q)){ T = DeleteQ(Q); scanf("%c",&Data); if( Data == '@') T->Left = NULL; else{ T->Left = (BinTree)malloc(sizeof(struct TNode)); T->Left->Data = Data; T->Left->Left = T->Left->Right = NULL; AddQ(Q,T->Left); } scanf("%c",&Data); if(Data == '@') T->Right = NULL; else{ T->Right = (BinTree)malloc(sizeof(struct TNode)); T->Right->Data = Data; T->Right->Left = T->Right->Right = NULL; AddQ(Q,T->Right); } } return BT; } Queue CreatQueue() { Queue Q = (Queue)malloc(sizeof(struct QNode)); Q->front = Q->rear = 0; return Q; } Status IsFullQ(Queue Q) { if( (Q->rear+1)%MAXSIZE == Q->front ) return OK; else return ERROR; } Status AddQ(Queue Q,BinTree X) { if ( IsFullQ(Q) ) { printf("队列满"); return ERROR; } else { Q->rear = (Q->rear+1)%MAXSIZE; Q->Data[Q->rear] = X; return OK; } } Status IsEmptyQ(Queue Q) { if( Q->front == Q->rear ) return OK; else return ERROR; } BinTree DeleteQ(Queue Q) { if ( IsEmptyQ(Q) ) { printf("队列空"); return NULL; } else { Q->front = (Q->front+1)%MAXSIZE; return Q->Data[Q->front]; } } int main() { BinTree BT; BT = CreatBinTree(); if(BT == NULL){ printf("\n空树!\n"); }else{ printf("层序遍历的结果为:"); LevelorderTraversal ( BT ); } return 0; }

请找出下列代码的问题并解决:#include<iostream> using namespace std; #define Maxsize 100 typedef struct node//二叉树结构 { char data; struct node* lchild; struct node* rchild; }BTnode; void CreateNode(BTnode*& bt) { char h; h = getchar(); if (h != '#') { bt = (BTnode*)malloc(sizeof(BTnode)); bt->data = h; CreateNode(bt->lchild); CreateNode(bt->rchild); } else bt = NULL; } void DestoryNode(BTnode*& bt) { if (bt != NULL) { DestoryNode(bt->lchild); DestoryNode(bt->rchild); free(bt); } } typedef struct//顺序队列 { BTnode* data[Maxsize]; int front; int rear; }SqQueue; typedef struct//顺序栈 { BTnode* data[Maxsize]; int top; }SqStack; void InitQueue(SqQueue*& q) { q = (SqQueue*)malloc(sizeof(SqQueue)); q->front = q->rear = -1; } void InitStack(SqStack*& s) { s = (SqStack*)malloc(sizeof(SqStack)); s->top = -1; } void DestoryQueue(SqQueue*& q) { free(q); } void DestoryStack(SqStack*& s) { free(s); } bool QueueEmpty(SqQueue* q) { return(q->front == q->rear); } bool StackEmpty(SqStack* s) { return(s->top == -1); } bool enQueue(SqQueue*& q, BTnode*& node) { if (q->rear == Maxsize - 1) return 0; q->rear++; q->data[q->rear] = node; return 1; } bool Push(SqStack*& s, BTnode*& node) { if (s->top == Maxsize - 1) return 0; s->top++; s->data[s->top] = node; return 1; } bool deQueue(SqQueue*& q, BTnode*& node) { if (q->front == q->rear) return 0; q->front++; node = q->data[q->front]; return 1; } bool Pop(SqStack*& s) { if (s->top == -1) return 0; cout << s->data[s->top] << "\t"; s->top--; return 1; } void LevelOrder(BTnode* bt) { BTnode* p; p = new BTnode; SqQueue* qu; SqStack* st; InitStack(st); InitQueue(qu); enQueue(qu, bt); while (!QueueEmpty(qu)) { deQueue(qu, p); Push(st, bt); if (p->lchild != NULL) enQueue(qu, p->lchild); if (p->rchild != NULL) enQueue(qu, p->rchild); } cout << "二叉树的自下而上,从右到左的层次遍历结果:" << endl; if (!StackEmpty(st)) Pop(st); DestoryQueue(qu); DestoryNode(p); DestoryStack(st); } int main() { BTnode* B; cout << "输入二叉树:" << endl; CreateNode(B); LevelOrder(B); DestoryNode(B); return 0; }

优化这段代码#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #define MAXSIZE 6 //最大长度 typedef int QElemType; typedef struct { QElemType *base; //初始化的动态分配存储空间 int front; int rear; //下标 }SqQueue; enum Status{ERROR,OK}; //循环队列初始化 Status InitQueue(SqQueue &Q) { Q.base=new QElemType[MAXSIZE]; if(!Q.base) return ERROR; Q.front=Q.rear=0; //队空 return OK; } //入队 Status EnQueue(SqQueue &Q,QElemType e) { //添加判断语句,如果rear超过max,则直接将其从a[0]重新开始存储,如果rear+1和front重合,则表示数组已满 if ((Q.rear+1)%MAXSIZE==Q.front) { return ERROR; } Q.base[Q.rear]=e; Q.rear=(Q.rear+1)%MAXSIZE; return OK; } //出队 Status DeQueue(SqQueue &Q,QElemType &e) { //如果front==rear,表示队列为空 if(Q.front==Q.rear) return ERROR; e=Q.base[Q.front]; //front不再直接 +1,而是+1后同max进行比较,如果=max,则直接跳转到 a[0] Q.front=(Q.front+1)%MAXSIZE; return OK; } //循环队列长度 int QueueLength (SqQueue Q) { return (Q.rear-Q.front+MAXSIZE)%MAXSIZE; } int main() { QElemType e; SqQueue Q; InitQueue(Q); printf("开始入队\n"); for(int i=0;i<MAXSIZE-1;i++) { scanf("%d",&e); EnQueue(Q,e); } printf("出一个队列元素:\n"); DeQueue(Q,e); printf("%d \n",e); printf("再入一个元素\n"); scanf("%d",&e); EnQueue(Q,e); printf("全部出队列\n"); for(i=0;i<MAXSIZE-1;i++) { DeQueue(Q,e); printf("%d ",e); } printf("此时循环队列长度为 :%d\n",MAXSIZE-1-QueueLength(Q)); return 0; }

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if ((s-&gt;rear + 1) % MAXSIZE == s-&gt;front) { printf("队列已满!\n"); } else { s-&gt;rear = (s-&gt;rear + 1) % MAXSIZE; s-&gt;data[s-&gt;rear] = x; } } void Out_SeQueue(SeQueue *s, char *x) { if (s-&gt;front == ...
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