队列在男女配对问题中的应用设计与实现

在数据结构课程设计中，关于队列的男女配对问题，你需要解决一个模拟舞会场景的问题。具体要求是：在一个班级里，男生和女生数量不等（假设为m和n，m≠n），他们需要通过舞会的形式进行随机配对。每次舞曲开始时，系统会从男生和女生中各选出一人进行配对，未成功配对者等待下一次。目标是设计一个系统，能够动态展示这一过程，并满足以下功能： 1. **需求分析**： - 需求明确：系统应能输出每曲的配对情况，以及查询特定男生（如编号X）和女生（编号Y）在第K曲的配对情况，至少提供两个K值的查询结果。 - 用户交互：程序应以用户交互的方式运行，允许用户输入数据，如男生、女生数量和歌曲总数，以及查询特定配对情况。 - 基本操作：使用队列数据结构实现，包括创建队列、入队（插入元素到队头）、出队（删除队头元素）等操作。 2. **队列抽象数据类型**： - 抽象定义了一个队列ADT，包括数据对象（元素序列，用数组表示）和数据关系（队头和队尾）。队列头ai-1与元素ai相连，队尾an是最后一个元素，且队列有明确的头和尾。 3. **程序模块划分**： - 主程序模块：负责整体控制流程和用户交互。 - 歌曲配对模块：处理舞曲播放与配对逻辑。 - 男生女生配对模块：负责根据用户输入查询特定男生和女生的配对记录。 4. **详细设计**： - 使用C语言编程，定义了队列节点（qnode）和链式队列（linkqueue）结构，包括初始化队列（initqueue）和插入元素（insert）函数。主程序需要调用这些函数来完成任务。 5. **测试数据**： - 测试示例：男生5人，女生6人，共5首歌，需要查询第3个男生和第5个女生在每首歌的配对情况。 在设计过程中，你需要深入理解队列数据结构的工作原理，特别是如何通过队列实现随机配对的动态模拟。在主程序中，你需要管理用户输入和系统响应，而在歌曲配对模块中，可能涉及到循环和条件判断来模拟舞曲的进行。此外，查询特定配对功能可能需要维护额外的数据结构或使用队列的索引来快速定位特定元素。最后，确保在设计和编码时考虑到程序的可读性、健壮性和效率，以便于理解和调试。