数据结构实验：链式队列实现与卡片游戏

"李港同学的2019年数据结构与算法课程实验报告，实验主题为队列，使用Visual Studio 2019进行软件开发。实验目标是理解和掌握队列的定义与实现，并能熟练运用。实验内容包括创建链式队列类及实现一种卡片游戏。" 在此次实验中，李港同学主要探讨了队列这一基本数据结构。队列是一种先进先出（FIFO，First In First Out）的数据结构，常用于模拟各种排队现象，如打印机任务、CPU调度等。队列的主要操作包括： 1. **push**: 向队列尾部添加元素。在链式队列实现中，由于没有固定大小的限制，可以直接在尾部添加新的节点，新节点的`next`指针指向原来尾节点的`next`，原尾节点的`next`更新为新节点。 2. **pop**: 从队列头部移除元素。在链式队列中，若队列非空，可以删除头部节点并更新头节点为原来的第二个节点。 3. **front**: 获取队列头部元素。如果队列非空，返回头部元素；若为空，则应抛出错误提示。 为了提高效率，队列类通常会维护一个指向尾节点的指针，这样在执行`push`操作时，可以直接更新尾节点而无需遍历整个链表。此外，`pop`操作只需检查队列是否为空，不为空时，修改头节点的指向即可，无需额外的移动操作。 实验中的卡片游戏是基于队列的一个实际应用。游戏规则如下：假设有一叠扑克牌，从1到n编号。当牌的数量大于等于2时，取出最上面的一张牌（即队首元素），然后将新的最上面的牌放到牌堆的末尾。游戏继续直至只剩一张牌。这个过程可以用队列来模拟： - 初始化一个队列，放入1到n的所有牌。 - 当队列的元素数量大于等于2时，执行以下操作： - 使用`pop`操作移除队首元素（即扔掉的牌）。 - 使用`push`操作将新的队首元素（即原队列的第二个元素）推入队尾。 - 重复上述步骤，直到队列只剩一个元素，这个元素就是游戏结束时剩下的牌。 通过这个实验，李港同学不仅掌握了队列的基本操作，还学会了如何运用队列解决实际问题。实验代码使用C++编写，可能包含了`queue`模板类的定义，以及相关的错误处理机制，以确保在队列为空时不会尝试执行`pop`或`front`操作。这样的实践有助于加深对数据结构和算法的理解，为后续的编程学习打下坚实的基础。