双端队列实现与操作详解:C++代码示例

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自定义双端队列是一种数据结构,它允许在队列的两端进行插入和删除操作,这在需要频繁地在队列的头部和尾部添加或移除元素的场景下非常实用。在C++中,我们通过模板类`Queue`来实现这个数据结构,其核心特性包括: 1. **创建与初始化**: - `Queue(int MaxQueueSize = 10)` 构造函数接受一个可选参数`MaxQueueSize`,用于设定队列的最大容量,默认值为10。初始化时,`front`(队首)和`rear`(队尾)指针均指向0,`queue`数组为`MaxQueueSize`个`T`类型的元素。 2. **空间管理**: - `bool IsFull()` 函数检查队列是否已满,通过计算`rear`与`front`加1对`MaxSize`取模的结果,判断队尾是否等于队首加1,如果相等则表示已满。 - `bool IsEmpty()` 检查队列是否为空,即`front`是否等于`rear`。 3. **入队操作**: - `Queue<T>& AddRight(const T& x)`:向队列右侧添加元素,若队列未满,则更新`rear`指针并存储新元素。 - `Queue<T>& AddLeft(const T& x)`:向队列左侧添加元素,同样处理队列未满的情况,但先将`rear`后移一位,再添加元素。 4. **出队操作**: - `Queue<T>& DeleteLeft()`:从队列左侧删除元素,如果队列非空,更新`front`指针。 - `Queue<T>& DeleteRight()`:从队列右侧删除元素,同理,先检查队列非空,然后更新`rear`指针。 5. **元素访问**: - `T first()` 和 `T last()`:分别返回队首和队尾元素的值。 6. **输出功能**: - `void print()`:用于打印队列中的所有元素,按照从左到右的顺序,元素间用空格分隔。 7. **错误处理**: - 示例代码中提到的`"WRONG"`,可能是在测试或示例中遇到错误状态时的标记,如在`IsEmpty`或`IsFull`函数中返回了错误信息。 8. **输入和结束标记**: - 输入和输出操作通常涉及外部文件,如`input.txt`,并可能以特定的结束标记(例如`"End"`)来指示输入的结束。 整个自定义双端队列的数据结构设计简洁,适用于需要在队列两端进行操作的应用场景。实现时需要注意边界条件的处理,如插入操作防止溢出,以及正确维护`front`和`rear`指针的状态。在实际使用中,还需要根据具体需求调整代码,比如增加异常处理机制,或者支持更丰富的操作,如查找、替换等。