清华大学严蔚敏讲解队列示意图与顺序队列实现

在清华大学严蔚敏教授的数据结构PPT中，关于队列的示意图展示了队列的基本原理和操作。队列是一种线性数据结构，遵循先进先出(FIFO, First-In-First-Out)原则，主要用于控制访问数据的顺序。在队列中，有两个主要的操作：入队（enqueue）和出队（dequeue）。队列的抽象数据定义位于书中的第59页，它定义了队列作为数据结构的基本属性和行为。 顺序队列是队列的一种实现方式，它利用数组或动态数组来存储数据，限制了只能在队列的一端（队头）添加元素，而在另一端（队尾）删除元素。循环队列是顺序队列的一个变种，当队列满时，新的元素会替换掉队尾的元素，形成一个循环，避免了普通队列在尾部扩展的空间浪费。 数据结构课程探讨了数据的逻辑结构和物理结构，如数组、表结构和向量等，它们如何影响算法的设计和执行效率。在电话号码查询系统中，数据的组织方式（例如二维数组）决定了查找特定电话号码所需的时间复杂度。同样，图书馆书目检索系统、教师资料档案管理系统和多叉路口交通灯管理等问题，都是数据结构在实际应用中的体现，强调了根据数据的特性选择合适的数据结构对于优化系统性能的重要性。 在课程的1.1节中，数据结构被定义为组织和存储数据的方式，以及这些数据之间的关系，以及针对这些结构定义的相应运算。例如，二维数组用于表示人名和电话号码的关联，而这些运算可能包括查找、插入和删除操作。通过对数据结构的理解，可以设计高效算法，满足各种实际应用场景的需求。 1.2节介绍了数据结构的基本概念和术语，如数据、数据元素、元素的顺序、数据的逻辑结构（如线性结构、树形结构、图结构）、物理结构（如数组、链表）、以及操作（如搜索、排序、插入和删除）。掌握这些概念是学习和设计数据结构的基础。 总结来说，队列是数据结构中的一个重要组成部分，它在多种计算机科学应用中扮演着核心角色。通过理解并熟练掌握队列和其他数据结构，学生能够更好地设计和优化程序，提高程序的运行效率。在实际编程中，合理选择和使用数据结构是提升代码质量的关键。