实验五 队列的应用(参考答案)

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实验报告——栈和队列的应用

实验报告——栈和队列的应用

实验5 栈和队列的应用目的和要求:(1)熟练栈和队列的基本操作;(2)能够利用栈与队列进行简单的应用。

一、题目题目1.利用顺序栈和队列,实现一个栈和一个队列,并利用其判断一个字符串是否是回文。

所谓回文,是指从前向后顺读和从后向前倒读都一样的字符串。

例如,a+b&b+a等等。

题目2. 假设在周末舞会上,男士们和女士们进入舞厅时,各自排成一队。

跳舞开始时,依次从男队和女队的队头上各出一人配成舞伴。

若两队初始人数不相同,则较长的那一队中未配对者等待下一轮舞曲。

现要求写一算法模拟上述舞伴配对问题,并实现。

题目3. 打印机提供的网络共享打印功能采用了缓冲池技术,队列就是实现这个缓冲技术的数据结构支持。

每台打印机具有一个队列(缓冲池),用户提交打印请求被写入到队列尾,当打印机空闲时,系统读取队列中第一个请求,打印并删除之。

请利用队列的先进先出特性,完成打印机网络共享的先来先服务功能。

题目4. 假设以数组Q[m]存放循环队列中的元素, 同时设置一个标志tag,以tag == 0和tag == 1来区别在队头指针(front)和队尾指针(rear)相等时,队列状态为“空”还是“满”。

试编写与此结构相应的插入(enqueue)和删除(dlqueue)算法。

题目5. 利用循环链队列求解约瑟夫环问题。

请大家从本组未讨论过的五道题中选择一道,参照清华邓俊辉老师MOOC视频及课本相关知识,编写相应程序。

选择题目3:打印机提供的网络共享打印功能采用了缓冲池技术,队列就是实现这个缓冲技术的数据结构支持。

二、程序清单//Ch3.cpp#include<iostream.h>#include<stdio.h>#include"ch3.h"template <class T>void LinkedQueue<T>::makeEmpty()//makeEmpty//函数的实现{LinkNode<T>*p;while(front!=NULL)//逐个删除队列中的结点{p=front;front=front->link;delete p;}};template <class T>bool LinkedQueue<T>::put_in(T&x){//提交命令函数if(front==NULL){//判断是否为空front=rear=new LinkNode<T>;//如果为空,新结点为对头也为对尾front->data=rear->data=x;if(front==NULL) //分配结点失败return false;}else{rear->link=new LinkNode<T>;//如不为空,在链尾加新的结点rear->link->data=x;if(rear->link==NULL)return false;rear=rear->link;}return true;};template <class T>bool LinkedQueue<T>::carry_out()//执行命令函数{if(IsEmpty()==true)//判断是否为空{ return false; }cout<<front->data<<" ";//输出链尾的数据,代表执行打印命令LinkNode<T>*p=front;front=front->link;//删除以执行的命令,即对头修改delete p; //释放原结点return true;};void main() //主函数{LinkedQueue<char> q;//定义类对象char flag='Y'; //标志是否输入了命令const int max=30;//一次获取输入命令的最大个数while(flag=='Y') //循环{int i=0;char str[max]; //定义存储屏幕输入的命令的数组gets(str); //获取屏幕输入的命令while(str[i]!='\0'){q.put_in(str[i]);//调用提交命令函数,将每个命令存入队列中i++;}for(int j=0;j<=i;j++){if(q.IsEmpty()==true) //判断是否为空,为空则说明没有可执行的命令{cout<<"已经没有可执行的命令!是否继续输入命令(Y|N)?"<<endl;cin>>flag;continue; //为空跳出for循环为下次输入命令做好准备}q.carry_out();//调用执行命令的函数,将命令打印并删除}三、程序调试过程中所出现的错误无。

数据结构实验报告-栈和队列的应用

数据结构实验报告-栈和队列的应用

《数据结构》第五次实验报告学生姓名学生班级学生学号指导老师雷大江重庆邮电大学计算机学院一、实验内容1) 利用栈深度优先进行迷宫求解。

用数组表示迷宫建立栈,利用栈实现深度优先搜索2) 利用队列宽度优先进行迷宫求解。

用数组表示迷宫建立队列,利用队列实现宽度优先搜索二、需求分析利用栈的结构,走过的路入栈,如果不能走出栈,采用遍历法,因此栈内存储的数据就是寻一条路径。

当到达了某点而无路可走时需返回前一点,再从前一点开始向下一个方向继续试探。

因此,压入栈中的不仅是顺序到达的各点的坐标,而且还要有从前一点到达本点的方向,即每走一步栈中记下的内容为(行,列,来的方向)。

三、详细设计(1)基本代码struct item{int x ; //行int y ; //列} ;item move[4] ;(2)代码栈构造函数:void seqstack::Push(int x,int y,int d) //入栈{if(top>=StackSize-1)throw"上溢";top++;data[top].d=d;data[top].x=x;data[top].y=y;}寻找路径:int seqstack::findpath(int a,int b){item move[4]={{0,1},{1,0},{0,-1},{-1,0}};//定义移动结构int x, y, d, i, j ;Push(a,b,-1); //起点坐标入栈while(top!=-1){d=data[top].d+1;x=data[top].x;y=data[top].y;Pop(); //出栈while (d<4) //方向是否可以移动{i=x+move[d].x ; j=y+move[d].y ; //移动后坐标if(Map[i][j]==0) //是否能移动 {Push(x,y,d); //移动前坐标入栈x=i;y=j;Map[x][y]= -1 ;if(x==m&&y==n) //判断是否为终点坐标 {Push(x,y,-1);return 1 ;}else d=0 ;}else d++ ;}}return 0;}(3)伪代码a)栈初始化;b)将入口点坐标及到达该点的方向(设为-1)入栈c)while (栈不空){栈顶元素=(x , y , d)出栈 ;求出下一个要试探的方向d++ ;while (还有剩余试探方向时){ if (d方向可走)则 { (x , y , d)入栈 ;求新点坐标 (i, j ) ;将新点(i , j)切换为当前点(x , y) ;if ( (x ,y)= =(m,n) ) 结束 ;else 重置 d=0 ;}else d++ ;}}(4)时间复杂程度时间复杂程度为O(1)2.3 其他在运行时可选择是否自己构造地图,实现函数如下:void creatmap() //自创地图函数{for(int i=1;i<9;i++){for(int j=1;j<9;j++)Map[i][j]=0;}Map[8][9]=1;printmap();cout<<"请设置障碍物位置:(x,y)。

LAB05 队列的操作及应用

LAB05 队列的操作及应用

p = p->nextarc;
>adjveቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ].cData);
Visited[p->adjvex]=1; printf(" %c //Visit Function
",ag.vertices[p-
//push stack pStack (LinkNode*)malloc(sizeof(LinkNode)); if(!pStack) return; 立不成功 pStack->parc = p; pStack->next = Stack->next; Stack->next = pStack; //push over } } //pop stack temp = Stack->next; Stack->next = temp->next; p = temp->parc->nextarc; free(temp); //pop over
6. 程序的调试与计算结果的分析
得到最佳方案。
k++; if (vx[p].sheep!=vx[q].sheep) k++; if (vx[p].vegetable!=vx[q].vegetable ) k++; if (vx[p].farmer!=vx[q].farmer&&k<=1) { return (1); } else return (0); } void create_graph() { // 创建图 int i, j, f, w, s, v; vnum=0; for (f = 0; f <=1; f++) for (w = 0; w <=1; w++) for (s = 0; s<=1; s++) for (v = 0; v <= 1; v++) if (safe(f, w, s, v)==1) { vx[vnum].farmer=f; vx[vnum].wolf=w; vx[vnum].sheep=s; vx[vnum].vegetable=v; vnum++; } for (i = 0; i < vnum; i++) for (j=0; j<vnum; j++) if (connected(i, j)==1) { matrix[i][j]=1; } else matrix[i][j]=0; return; } void print_path(int u, int v) { // 输出方法 int k=u; while (k!=v) { printf("%d %d %d %d\n", vx[k].farmer,vx[k].wolf,vx[k].sheep, vx[k].vegetable); k=path[k]; } printf("%d %d %d %d\n", vx[k].farmer, vx[k].wolf, vx[k].sheep, vx[k].vegetable); } void dfs_path(int u, int v) { int j; visited[u]=1; for (j = 0; j < vnum; j++) if (matrix[u][j]==1 && visited[j]==0 && visited[v]==0) { path[u]=j; dfs_path(j, v); } }

队列研究参考答案

队列研究参考答案

队列研究参考答案队列研究参考答案队列是计算机科学中常用的数据结构之一,它按照先进先出(FIFO)的原则管理数据。

在计算机科学领域,队列被广泛应用于各种算法和系统设计中。

本文将探讨队列的基本概念、应用场景以及一些常见问题的解答。

一、队列的基本概念队列是一种线性数据结构,它可以看作是一种特殊的线性表。

队列的特点是只允许在表的一端进行插入操作,而在另一端进行删除操作。

这一特点使得队列的数据操作具有先进先出的特性。

在队列中,插入操作称为入队(enqueue),删除操作称为出队(dequeue)。

入队操作将新的元素添加到队列的尾部,而出队操作则删除队列的头部元素。

队列的头部和尾部分别称为队头和队尾。

队列的实现方式有多种,常见的有数组和链表。

数组实现的队列需要指定队列的最大长度,而链表实现的队列则可以动态调整大小。

二、队列的应用场景队列在计算机科学中具有广泛的应用场景。

以下是一些常见的应用场景:1. 消息队列:在分布式系统中,消息队列常用于解耦系统组件之间的通信。

生产者将消息放入队列,消费者从队列中获取消息并进行处理。

2. 线程池:线程池是一种常见的多线程编程模型,它使用队列来管理待执行的任务。

线程池中的线程从队列中获取任务并执行。

3. 广度优先搜索:在图论中,广度优先搜索算法(BFS)使用队列来管理待访问的节点。

该算法按照距离递增的顺序访问节点,从而实现图的遍历。

4. 缓存淘汰策略:在缓存系统中,队列常用于实现缓存淘汰策略。

当缓存空间满时,新的数据将替换队列头部的旧数据。

5. 调度算法:在操作系统中,队列被广泛应用于调度算法。

例如,多级反馈队列调度算法使用多个队列来管理不同优先级的任务。

三、常见问题解答1. 如何判断队列为空?当队列中没有任何元素时,可以认为队列为空。

2. 如何判断队列已满?对于使用数组实现的队列,可以通过比较队列的元素个数和队列的最大长度来判断队列是否已满。

对于使用链表实现的队列,一般不会出现队列已满的情况。

队列的建立及应用实验原理

队列的建立及应用实验原理

队列的建立及应用实验原理1. 队列的概念队列是一种常见的数据结构,它按照先进先出(FIFO)的原则对元素进行操作。

在队列中,新元素总是从一端(称为队尾)添加,而从另一端(称为队头)删除,类似于现实生活中排队等候的场景。

2. 队列的基本操作队列的基本操作包括入队和出队操作。

其中,入队操作将一个元素插入到队列的队尾,出队操作将队头的元素移除。

队列的典型实现方式有两种:数组和链表。

2.1 数组实现队列1. 初始化一个空队列,包括设置队列的容量和队头、队尾指针。

2. 入队操作:- 判断队列是否已满,如果已满,则无法插入新元素;- 否则,将新元素插入到队尾,并更新队尾指针。

3. 出队操作:- 判断队列是否为空,如果为空,则无法执行出队操作;- 否则,将队头元素移除,并更新队头指针。

2.2 链表实现队列1. 初始化一个空队列,包括设置队头、队尾指针。

2. 入队操作:- 创建一个新的节点,并将新元素赋值给节点的值域;- 将新节点插入到链表的尾部,并更新队尾指针。

3. 出队操作:- 判断队列是否为空,如果为空,则无法执行出队操作;- 否则,移除链表头部的节点,并更新队头指针。

3. 队列的应用实验原理队列的应用非常广泛,在实际编程中常常用到。

以下是一些常见应用实验原理的列举:3.1 队列在多线程编程中的应用•多线程编程中,常常需要使用队列来实现线程间的同步与通信。

一个线程可以将数据放入队列中,另一个线程从队列中取出数据,从而实现线程间的数据传递。

•具体应用场景有消息队列、任务队列等。

3.2 队列在网络编程中的应用•在网络编程中,队列常用来处理客户端请求,将请求加入到队列中并进行排队。

这样可以保证请求按照先后顺序进行处理,避免数据混乱。

•具体应用场景有请求队列、消息队列等。

3.3 队列在操作系统中的应用•在操作系统中,队列被广泛应用于进程调度和页面置换等场景。

操作系统使用队列来管理进程的执行顺序,以及内存中页面的置换算法。

队列的应用实验报告

队列的应用实验报告

一、实验目的1. 理解队列的基本概念和特性,包括先进先出(FIFO)原则。

2. 掌握队列的基本操作,如初始化、入队、出队、判空、判满等。

3. 熟悉队列在实际问题中的应用,如操作系统中的进程调度、任务队列管理等。

4. 通过编程实现队列的应用,验证队列在实际问题中的有效性。

二、实验环境1. 编程语言:Python2. 开发工具:PyCharm3. 操作系统:Windows 10三、实验内容1. 队列的基本操作- 初始化队列:创建一个空队列,并设置队头指针(front)和队尾指针(rear)。

- 入队:将元素添加到队列的队尾。

- 出队:从队列的队头删除元素。

- 判空:判断队列是否为空。

- 判满:判断队列是否已满。

2. 队列的应用- 操作系统中的进程调度:使用队列模拟进程调度,将进程按照到达时间顺序入队,并根据CPU调度的策略进行出队。

- 任务队列管理:使用队列管理任务,将任务按照优先级或到达时间顺序入队,并根据任务处理的需要进行出队。

3. 编程实现- 使用Python实现队列的基本操作。

- 使用队列模拟操作系统中的进程调度。

- 使用队列管理任务队列。

四、实验步骤1. 队列的基本操作```pythonclass Queue:def __init__(self, capacity):self.capacity = capacityself.queue = [None] capacityself.front = 0self.rear = -1self.size = 0def is_empty(self):return self.size == 0def is_full(self):return self.size == self.capacitydef enqueue(self, item):if self.is_full():print("队列已满")returnself.rear = (self.rear + 1) % self.capacity self.queue[self.rear] = itemself.size += 1def dequeue(self):if self.is_empty():print("队列已空")return Noneitem = self.queue[self.front]self.front = (self.front + 1) % self.capacity self.size -= 1return itemdef peek(self):if self.is_empty():print("队列已空")return Nonereturn self.queue[self.front]```2. 操作系统中的进程调度```pythondef process_scheduling(queue):while not queue.is_empty():process = queue.dequeue()print(f"进程 {process} 正在执行")# 模拟进程执行time.sleep(1)```3. 任务队列管理```pythondef task_management(queue):while not queue.is_empty():task = queue.dequeue()print(f"任务 {task} 正在执行")# 模拟任务执行time.sleep(1)```五、实验结果与分析1. 队列的基本操作通过实验,验证了队列的基本操作的正确性,包括入队、出队、判空、判满等。

队列的操作及应用 - 副本

队列的操作及应用 - 副本

队列的操作及应用1:实验描述队列是指允许在一端进行插入,而在另一端进行删除的线性表。

本实验进行简的队列操作及应用,包括入队操作,退队操作,循环队列应用。

以巩固队列的知识,探寻队列在生活中的应用。

2实验内容(1)入队运算1:判断队列是否满2:将队尾指针进一3:将新元素放入,并且置队列非空标志。

(2)退队运算1:判断队列是否为空2:将排头指针进一3:将排头元素取出,并且判断队列是否为空。

(3)循环队列应用3实验结果及分析每进行一次入队运算,队尾指针就进一。

当队尾指针rear=m+1时,则置rear=1。

每进行一次退队运算,排头指针就进一。

当排头指针front=m+1时,则置front=1。

4结论队列的顺序储存结构一般采用循环队列的形式,入队退队是其简单运算。

在计算机软件设计中,循环队列的应用是很普遍。

凡是“先来先服务”原则的问题,都可以用循环队列来解决。

附录/代码入队//ch2_11.cppTempate<typename T>Void addcp(T*q,int m,int &front,int &rear,int &s,T,x){if((s==1)&&(rear=front)){printf("Queue-overflow\n");return;}++rear;If(rear==m+1)rear=1;q[rear-1]=x;s=1;Return;}退队//ch2_22.cppUsing namespace std;Tempate<typename T>T delcp(T*q,int m,int &front,int &rear,int &s,T,x) {T y;If (s==0){printf("Queue-enderflow\n");return;}++front;If(front==m+1)front=1;*y=q[front-1];If(front==rear)s=0;Reture;}。

实验五 图的基本操作

实验五  图的基本操作

实验五图的基本操作一、实验目的1、使学生可以巩固所学的有关图的基本知识。

2、熟练掌握图的存储结构。

3、熟练掌握图的两种遍历算法。

二、实验内容本次实验提供4个题目,难度相当,学生可以根据自己的情况选做,其中题目一是必做题,其它选作!题目一:图的遍历(必做)[问题描述]对给定图,实现图的深度优先遍历和广度优先遍历。

[基本要求]以邻接表为存储结构,实现连通无向图的深度优先和广度优先遍历。

以用户指定的结点为起点,分别输出每种遍历下的结点访问序列。

【测试数据】由学生依据软件工程的测试技术自己确定。

题目二:在图G中求一条从顶点 i 到顶点 s 的简单路径[测试数据]自行设计[题目三]:在图G中求一条从顶点 i 到顶点 s 且长度为K的简单路径[测试数据]自行设计三、实验前的准备工作1、掌握图的相关概念。

2、掌握图的逻辑结构和存储结构。

3、掌握图的两种遍历算法的实现。

四、实验报告要求1、实验报告要按照实验报告格式规范书写。

2、实验上要写出多批测试数据的运行结果。

3、结合运行结果,对程序进行分析。

一.实验内容定义结构体QueueNode,并完成队列的基本操作,利用队列先进先出的性质,在广度优先遍历时将队列作为辅助工具来完成广度优先遍历。

void EnQueue(QueueList* Q,int e)函数实现进队操作,if-else语句完成函数的具体操作void DeQueue(QueueList* Q,int* e)函数实现出队操作,if-else语句完成函数的具体操作void CreatAdjList(Graph* G)函数用来完成创建图的操作,其中使用两次for循环语句第一次用循环语句输入顶点,第二次建立无向图中的边和表,流程图如图表1所示void dfs(Graph *G,int i,int visit[])函数是从第i个顶点出发递归的深度优先遍历图G深度优先搜索:dfs():寻找v的还没有访问过的邻接点,循环找到v的所有的邻接点,每找到一个都以该邻接点为新的起点递归调用深度优先搜索,找下一个邻接点。

队列的操作及应用实验原理

队列的操作及应用实验原理

队列的操作及应用实验原理1. 队列的定义队列是一种特殊的线性表,具有先进先出(FIFO)的特性。

在队列中,元素的插入操作称为入队(enqueue),元素的删除操作称为出队(dequeue)。

队列头指针指向队列的第一个元素,而队列尾指针指向队列的最后一个元素。

2. 队列的操作队列主要有以下几种基本操作:2.1 入队(enqueue)入队操作是将元素插入队列的尾部。

当队列为空时,入队操作将头指针和尾指针同时指向该元素。

当队列非空时,入队操作只需将新元素插入到尾指针指向的位置,并更新尾指针。

2.2 出队(dequeue)出队操作是将队列的第一个元素删除,并返回该元素的值。

当队列非空时,出队操作将头指针指向下一个元素,并返回原第一个元素的值。

当队列为空时,出队操作无法执行。

2.3 获取队列长度(size)获取队列的元素个数的操作,即返回队列中元素的个数。

可以通过遍历队列并计数的方式实现。

2.4 判断队列是否为空(isEmpty)判断队列是否为空的操作,即返回队列是否为空的布尔值。

当队列为空时,返回true;否则,返回false。

3. 队列的应用实验原理队列作为一种重要的数据结构,在实际应用中具有广泛的应用。

以下是一些常见的队列应用实验原理的介绍:3.1 网络数据包的传输在网络通信中,数据包的传输常常采用队列的方式。

数据包依次入队,然后按照先进先出的顺序出队进行传输。

这样可以保证数据包的顺序性和一定程度上的公平性。

3.2 打印任务的调度在打印任务的调度中,可以使用队列来管理待打印的任务。

每个打印任务可以看作队列中的一个元素,依次入队。

当打印机可以接受新任务时,从队列中出队一个任务进行打印。

3.3 广度优先搜索算法(BFS)在图论中,广度优先搜索算法是一种重要的算法。

算法中使用队列维护待搜索的节点,并按照每个节点的临接顺序依次出队进行搜索。

3.4 循环队列的应用循环队列是一种特殊的队列,可以避免数据的搬迁操作。

队列的运算实验报告(3篇)

队列的运算实验报告(3篇)

一、实验目的1. 理解队列的基本概念和特点。

2. 掌握队列的基本运算,包括入队、出队、判空、判满等。

3. 分析队列的优缺点,提高对数据结构的应用能力。

二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:C++3. 编译器:Visual Studio 2019三、实验内容1. 队列的定义与实现2. 队列的基本运算3. 队列的应用示例四、实验步骤1. 队列的定义与实现(1)定义队列的数据结构:使用动态数组实现队列,包括队列头指针、队列尾指针和队列的最大容量。

(2)实现队列的基本操作:- 入队(enqueue):将元素添加到队列的尾部。

- 出队(dequeue):从队列的头部移除元素。

- 判空(isempty):判断队列是否为空。

- 判满(isfull):判断队列是否已满。

2. 队列的基本运算(1)入队操作:void enqueue(Queue &q, int value) {if (isfull(q)) {cout << "队列已满,无法入队!" << endl; return;}q.rear++;q.data[q.rear] = value;}```(2)出队操作:```cppint dequeue(Queue &q) {if (isempty(q)) {cout << "队列已空,无法出队!" << endl; return -1;}int value = q.data[q.front];q.front++;return value;}```(3)判空操作:bool isempty(Queue q) {return q.front == q.rear;}```(4)判满操作:```cppbool isfull(Queue q) {return (q.rear - q.front) == q.size; }```3. 队列的应用示例(1)模拟栈操作:```cppvoid stackOperation() {Queue q;q.size = 100;q.data = new int[q.size];q.front = 0;q.rear = 0;// 入队操作enqueue(q, 1);enqueue(q, 2);enqueue(q, 3);// 出队操作cout << "出队元素:" << dequeue(q) << endl;cout << "出队元素:" << dequeue(q) << endl;// 判空操作if (isempty(q)) {cout << "栈已空!" << endl;} else {cout << "栈未空!" << endl;}}```(2)模拟广度优先搜索:```cppvoid bfs(int start, int end, vector<vector<int>> graph) { Queue q;q.size = graph.size();q.data = new int[q.size];q.front = 0;q.rear = 0;// 标记已访问节点vector<bool> visited(graph.size(), false);// 入队起始节点enqueue(q, start);while (!isempty(q)) {int node = dequeue(q);visited[node] = true;// 遍历相邻节点for (int i = 0; i < graph[node].size(); i++) { int neighbor = graph[node][i];if (!visited[neighbor]) {enqueue(q, neighbor);}}// 判断是否到达终点if (node == end) {break;}}// 打印访问路径for (int i = 0; i < graph.size(); i++) {if (visited[i]) {cout << i << " ";}}cout << endl;}```五、实验结果与分析1. 实验结果:通过编写队列的代码,实现了队列的基本运算,并成功模拟了栈操作和广度优先搜索。

队列研究参考答案

队列研究参考答案

队列研究参考答案队列研究参考答案队列是计算机科学中常见的数据结构,用于存储和管理数据。

它遵循先进先出(FIFO)的原则,即最先进入队列的元素最先被处理。

队列在各种应用中都有广泛的应用,例如操作系统中的进程调度、网络传输中的数据包管理等。

本文将介绍队列的基本概念、实现方式以及一些应用场景。

一、队列的基本概念队列由一系列元素组成,可以将其想象为排队等待服务的人群。

队列有两个基本操作:入队和出队。

入队将元素添加到队列的末尾,而出队则从队列的头部移除元素。

队列的特点是先进先出,即最先入队的元素最先被处理。

二、队列的实现方式队列可以通过数组或链表来实现。

使用数组实现的队列被称为顺序队列,而使用链表实现的队列被称为链式队列。

1. 顺序队列顺序队列使用数组来存储元素,同时使用两个指针front和rear来分别指向队列的头部和尾部。

当入队时,将元素添加到rear指针所指向的位置,并将rear 指针后移一位;当出队时,将front指针后移一位,并返回front指针所指向的元素。

需要注意的是,当队列满时,无法再进行入队操作。

2. 链式队列链式队列使用链表来存储元素,每个节点包含一个元素和一个指向下一个节点的指针。

与顺序队列不同,链式队列没有固定大小的限制,可以根据需要动态地添加和删除元素。

入队操作将元素添加到链表的尾部,出队操作则从链表的头部移除元素。

三、队列的应用场景队列在计算机科学中有广泛的应用,以下是一些常见的应用场景。

1. 进程调度操作系统中的进程调度使用队列来管理待执行的进程。

每个进程都有一个优先级,优先级高的进程先入队,优先级低的进程后入队。

当CPU空闲时,从队列中选择优先级最高的进程进行执行。

2. 数据包管理在网络传输中,数据包需要按照先后顺序进行传输。

使用队列可以确保数据包按照先进先出的原则进行传输,避免数据包丢失或乱序。

3. 消息队列消息队列用于在不同的应用程序之间传递消息。

发送方将消息入队,接收方从队列中出队并处理消息。

队列应用实验报告

队列应用实验报告

队列应用实验报告队列应用实验报告引言:队列是一种常见的数据结构,它按照先进先出(FIFO)的原则进行操作。

在计算机科学中,队列被广泛应用于各种领域,如操作系统、网络通信、图形处理等。

本实验旨在通过实际应用,探索队列在实际问题中的应用。

一、队列在操作系统中的应用在操作系统中,队列被用于进程调度。

操作系统通过维护一个就绪队列,按照进程的优先级或到达时间将进程排队。

当一个进程执行完毕或者发生中断时,操作系统从队列中选择下一个要执行的进程。

这种方式确保了每个进程都能按照一定的规则获得CPU的使用权,提高了系统的效率。

二、队列在网络通信中的应用在网络通信中,队列被用于处理数据包。

当数据包到达网络节点时,它们会被放入队列中等待处理。

队列中的数据包按照先后顺序进行处理,保证了数据的有序性。

同时,队列还可以用于解决网络拥塞的问题。

当网络负载过高时,数据包会被放入队列中等待发送,以避免数据的丢失。

三、队列在图形处理中的应用在图形处理中,队列被用于实现图像渲染。

当一个图像需要被渲染时,图像的每个像素点都需要经过一系列的计算和处理。

这些计算和处理的顺序可以通过队列来管理。

每个像素点都被放入队列中,然后按照队列的顺序进行处理。

这种方式可以确保图像的每个像素点都按照正确的顺序进行渲染,保证了图像的质量。

四、队列在实际生活中的应用队列不仅在计算机科学中有广泛的应用,也在我们的日常生活中发挥着重要的作用。

例如,在超市排队结账时,我们都会排队等待。

超市通过维护一个顾客队列,按照先后顺序为每个顾客提供服务。

这种方式保证了每个顾客都能按照一定的规则被服务,提高了服务效率。

结论:队列作为一种常见的数据结构,在各个领域都有重要的应用。

通过本实验,我们对队列的应用有了更深入的了解。

队列的先进先出原则使得它在处理需要按照顺序进行的任务时非常有效。

无论是在操作系统、网络通信还是图形处理中,队列都能发挥重要的作用。

同时,队列在我们的日常生活中也有广泛的应用,帮助我们提高效率和组织秩序。

队列的应用

队列的应用

2222(a) 将369、247依次入缓冲轨 (b) 将1移至出轨,234移至出轨(c)将8入缓冲轨,5移至出轨 (d) 将6789移至出轨《算法与数据结构》实验报告实验题目:队列的应用1、实验目的:(1)掌握队列的特点及其存储方法;(2)掌握队列的常见算法和程序实现。

2、实验内容:火车车厢重排问题。

3、实验说明:转轨站示意图如下:火车车厢重排过程如下:火车车厢重排算法伪代码如下:设计分析用队列解决出列问题,这里采用的是顺序队列的存储结构。

采用的算法思想是:分别对k个队列初始化;初始化下一个要输出的车厢编号nowOut = 1; 依次取入轨中的每一个车厢的编号;如果入轨中的车厢编号等于nowOut,则输出该车厢;nowOut++;否则,考察每一个缓冲轨队列for (j=1; j<=k; j++)3.2.1 取队列j 的队头元素c;3.2.2 如果c=nowOut,则3.2.2.1 将队列j 的队头元素出队并输出;3.2.2.2 nowOut++;如果入轨和缓冲轨的队头元素没有编号为nowOut的车厢,则求小于入轨中第一个车厢编号的最大队尾元素所在队列编号j;如果j 存在,则把入轨中的第一个车厢移至缓冲轨j;如果j 不存在,但有多于一个空缓冲轨,则把入轨中的第一个车厢移至一个空缓冲轨;否则车厢无法重排,算法结束源程序代码#include<iostream.h>const N=10;template<class T>struct NodeT data;Node *next;};template<class T>class LinkQueue{public:LinkQueue();~LinkQueue();void EnQueue(T x);T DeQueue();T GetQueue();bool Empty();Node<T>*front,*rear; };template<class T>LinkQueue<T>::LinkQueue(){Node<T>*s;s=new Node<T>;s->next=NULL;front=rear=s;}template<class T>LinkQueue<T>::~LinkQueue() {while(front){Node<T>*p;p=front->next;delete front;front=p;}}template<class T>void LinkQueue<T>::EnQueue(T x) {Node<T>*s;s=new Node<T>;s->data=x;s->next=NULL;rear->next=s;rear=s;template<class T>T LinkQueue<T>::DeQueue(){Node<T>*p;int x;if(rear==front) throw"下溢";p=front->next;x=p->data;front->next=p->next;if(p->next==NULL)rear=front;delete p;return x;}template<class T>T LinkQueue<T>::GetQueue(){if(front!=rear)return front->next->data;}template<class T>bool LinkQueue<T>::Empty(){if(front==rear)return 1;elsereturn 0;}void Output(int& minH,int& minQ,LinkQueue<int>H[],int k,int n){int c;H[minQ].DeQueue();cout<<"move car"<<minH<<" from holding track"<<minQ <<"to output"<<endl;minH=n+2;for(int i=1;i<=k;i++)if (!H[i].Empty()&&(c=H[i].front->next->data)<minH){minH=c;minQ =i;}}bool Hold(int c,int &minH,int &minQ,LinkQueue<int>H[],int k){int BestTrack=0,BestLast=0,x;for(int i=1;i<=k;i++)if(!H[i].Empty()){x=H[i].rear->data;if(c>x&&x>BestLast){BestLast=x;BestTrack=i;}}elseif (!BestTrack)BestTrack=i;if (!BestTrack)return false;H[BestTrack].EnQueue(c);cout<<"move car"<<c <<" from input"<<"to holding track"<<BestTrack<<endl;if (c<minH){minH=c;minQ=BestTrack;}return true;}bool Railroad(int p[],int n,int k){LinkQueue<int>*H;H=new LinkQueue<int>[k+1];int NowOut=1;int minH=n+1;int minS;for(int i=0;i<n;i++)if(p[i]==NowOut){cout<<"move car"<<p[i] <<" from input to output"<<endl;NowOut++;while(minH==NowOut){Output(minH,minS,H,k,n);NowOut++;}}else{if(!Hold(p[i],minH,minS,H,k))return false;}return true;}void main(){ int p[N],i,j;cout<<"请输入一列火车的车厢总数i和缓冲轨数j"<<endl;cin>>i>>j;if(i>=N)cout<<"输入车厢总数i不能超过(N=10)"<<endl;else cout<<"输入火车进轨的顺序"<<endl;for(int k=0;k<i;k++)cin>>p[k];Railroad(p,i,j);}测试用例当车厢数为7个缓冲数为3时当车厢数为8个缓冲数为3时当车厢数为8个缓冲数为4时当车厢数为9个缓冲数为3时当车厢数为9个缓冲数为4时当输入车厢总数i 超过(N=10)时当缓冲轨数不足时(失败)实验总结通过本次实验我理解了栈和队列的特性以及它们之间的差异,知道在何时使用哪种数据结构。

队列的应用实验原理

队列的应用实验原理

队列的应用实验原理简介队列是一种常见的数据结构,具有先进先出(FIFO)的特点,常用于模拟现实生活中的排队过程。

本文将介绍队列的应用实验原理,包括队列的基本概念、实验步骤和实验应用案例。

队列的基本概念队列是由一系列元素组成的集合,按照先进先出的原则进行操作。

队列有两个基本操作:入队(enqueue)和出队(dequeue)。

入队是将元素加入队列的操作,新元素始终加在队列的尾部。

出队是将队列的头部元素移除的操作,即先进队列的元素先出队列。

队列的常见属性包括队列的长度、队列是否为空等。

队列的实验步骤实验准备在进行队列的实验前,需要准备以下设备和材料: - 一台计算机 - 一份编程语言环境(如Python、Java等)实验步骤1.引入队列的数据结构。

2.创建一个队列对象。

3.判断队列是否为空,如果为空,则执行以下步骤。

–加入元素到队列中。

4.执行出队操作,将队列的头部元素移除,并将其打印出来。

5.重复步骤4,直到所有元素都被出队。

6.统计队列的长度,并将结果打印出来。

实验示例下面是一个使用Python语言实现队列的应用实验的示例代码:```python class Queue: def init(self): self.queue = []def enqueue(self, item):self.queue.append(item)def dequeue(self):if self.is_empty():return Nonereturn self.queue.pop(0)def is_empty(self):return len(self.queue) == 0def size(self):return len(self.queue)queue = Queue() for i in range(5): queue.enqueue(i)while not queue.is_empty(): item = queue.dequeue() print(。

队列的实验报告

队列的实验报告

一、实验目的1. 理解队列的概念和特点;2. 掌握队列的常用操作;3. 分析队列在实际问题中的应用。

二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:Python3.83. 开发环境:PyCharm三、实验内容1. 队列的创建与初始化2. 队列的基本操作a. 入队(enqueue)b. 出队(dequeue)c. 队列长度(len)d. 判断队列是否为空(is_empty)e. 队列元素遍历3. 队列的实际应用四、实验步骤1. 队列的创建与初始化```pythonfrom collections import deque# 创建一个空队列queue = deque()# 初始化队列,添加元素queue.append(1)queue.append(2)queue.append(3)```2. 队列的基本操作a. 入队(enqueue)```python# 入队操作,添加元素4queue.append(4)```b. 出队(dequeue)```python# 出队操作,移除并返回队列头部元素print(queue.popleft()) # 输出:1 ```c. 队列长度(len)```python# 获取队列长度print(len(queue)) # 输出:3```d. 判断队列是否为空(is_empty)```python# 判断队列是否为空print(queue.is_empty()) # 输出:False```e. 队列元素遍历```python# 遍历队列元素for item in queue:print(item) # 输出:2 3 4```3. 队列的实际应用假设我们要模拟一个停车场,车辆按照进入的顺序停车。

我们可以使用队列来实现这个功能。

```python# 创建一个停车场队列parking_lot = deque()# 模拟车辆进入停车场def enter_car(car_id):parking_lot.append(car_id)print(f"车辆{car_id}进入停车场。

队列的应用——精选推荐

队列的应用——精选推荐

实验2.2:队列的应用1、实验目的∙掌握队列的思想及其存储实现。

∙掌握队列的常见算法的程序实现。

∙明确队列是特殊的线性表。

∙理解和掌握循环队列解决假溢出的方法。

2、实验内容A.采用顺序存储实现循环队列的初始化、入队、出队的基本算法。

B.在主函数中分别测试上述算法。

C.综合训练: 利用队列实现判断一个字符序列是否是回文的算法。

回文是指一个字符序列以中间字符为基准两边字符完全相同。

在主函数中输入如下代码:#include "stackar.h"#include "fatal.h"#include <stdlib.h>#define EmptyTOS ( -1 )#define MinStackSize ( 5 )struct StackRecord{int Capacity;int TopOfStack;ElementType *Array;};/* START: fig3_48.txt */intIsSEmpty( Stack S ){return S->TopOfStack == EmptyTOS;}/* END */intIsSFull( Stack S ){return S->TopOfStack == S->Capacity - 1;}/* START: fig3_46.txt */StackCreateStack( int MaxElements ){Stack S;/* 1*/ if( MaxElements < MinStackSize )/* 2*/ Error( "Stack size is too small" );/* 3*/ S = malloc( sizeof( struct StackRecord ) );/* 4*/ if( S == NULL )/* 5*/ FatalError( "Out of space" );/* 6*/ S->Array = malloc( sizeof( ElementType ) * MaxElements ); /* 7*/ if( S->Array == NULL )/* 8*/ FatalError( "Out of space" );/* 9*/ S->Capacity = MaxElements;/*10*/ MakeSEmpty( S );/*11*/ return S;}/* END *//* START: fig3_49.txt */voidMakeSEmpty( Stack S ){S->TopOfStack = EmptyTOS;}/* END *//* START: fig3_47.txt */voidDisposeStack( Stack S ){if( S != NULL ){free( S->Array );free( S );}}/* END *//* START: fig3_50.txt */voidPush( ElementType X, Stack S ){if( IsSFull( S ) )Error( "Full stack" );elseS->Array[ ++S->TopOfStack ] = X;}/* END *//* START: fig3_51.txt */ElementTypeTop( Stack S ){if( !IsSEmpty( S ) )return S->Array[ S->TopOfStack ];Error( "Empty stack" );return 0; /* Return value used to avoid warning */ }/* END *//* START: fig3_52.txt */voidPop( Stack S ){if( IsSEmpty( S ) )Error( "Empty stack" );elseS->TopOfStack--;}/* END *//* START: fig3_53.txt */ElementTypeTopAndPop( Stack S ){if( !IsSEmpty( S ) )return S->Array[ S->TopOfStack-- ];Error( "Empty stack" );return 0; /* Return value used to avoid warning */}/* END */3、实验结果4、实验分析本次虽然是队列的应用,但却涵盖了上次试验2.1的综合,如此一来队列和栈的差异以及共同点带来了方便和混淆。

队列的应用

队列的应用

1 队列的应用队列在求解实际问题中有许多重要的应用,特别是广度优先搜索(见第六章)就是借助于队列实现的。

本节介绍的两个实例可以用队列实现,也可用其他的数据结构来实现。

例1卡车调度问题。

有如图6所示的卡车调度场。

其中实线表示单向主车道。

虚线现要求设计一个算法,以n辆卡车的输入顺序(用一维数组表示)和k作为参数,如能成功调度,则返回TRUE,否则返回FALSE。

用链队列模拟备用车道Hi。

用一整型变量b记录进入主(出)车道的卡车的最大编号,其初值为0,表示尚无卡车进入出车道。

算法依次从输入序列中取出下一个到达的卡车编号c,如果c恰为b+1,直接将c号卡车送进出车道。

并令b增1。

不然(即c大于b+1,注意c 不可能小于b+1,因为编号为1至b的卡车均已送进出车道),依次检查k条备用车道,从中选择一条最合适的车道。

所谓最合适的车道是指:在最后一个车号小于c的所有非空车道中,最后一个车号为最大的车道,换句话说,最合适c进入的车道是在c之前的车号要比c 小且最接近于c。

如果所有非空备用车道的最后一个车号均大于c,则最合适的车道为某个备用空车道。

如已无空的备用车道,则调度失败,不然,就将c插入最合适的车道(队列)。

如果c被送进出车道,则在处理完c之后,依次检查非空的备用车道,若该车道的队头车号p恰为b+1,则删除队头元素p,将p送进出车道,令b增1,直到各非空备用车道的队头车号大于b+1或该车道为空。

当输入序列为空且各备用车道也为空时,调度成功,返回TRUE,否则调度失败,返回FALSE。

根据以上分析,可得算法Rearrange(算法28),其中调用的算法Hold和Out分别由算法26和算法27描述。

首先定义MAXN(MAXN=10)个备用车道为一个有MAXN个元素的链队列数组类型Track。

const int MAXN=10;typedef LQueue Track[MAXN];int Hold(int c,Track &H,int k){//将车号为c的卡车送入最合适的车道,若无最合适的int x, i; //车道,则返回FALSE,不然就返回TRUE,k是备用车道个数int BestTrack=0; //BestTrack记录最合适车道编号,初值为0int BestLast=0; //BestLast记录最合适车道中最大车号,初值为0for(i=1;i<=k;++i){ //检查每条备用车道if(!QueueEmpty(H[i])){ //若第i条车道(H[i])中有车x=H[i].rear->data; //取出最后一辆卡车的编号if(c>x && x>BestLast){ //如果车道H[i]更合适BestTrack=i;BestLast=x; //则第i条车道成为新的最合适车道,} //而x就成为最合适车道的最大车号}else //不然,H[i]是空车道if(!BestTrack) BestTrack=i;//若还未找到最合适车道,就用空车道H[i]}if(!BestTrack) return FALSE;//在条车道中既没有合适的车道,也没有空车道EnQueue(H[BestTrack],c); //将c号卡车送进最合适车道,并输出cout<<"Move car "<<c<<" from input track to holding track ";//有关信息cout<<BestTrack<<endl;return TRUE; // 成功调度c号卡车}//Hold算法26 调度一辆卡车的算法void Out(Track &H,int k,int n,int &Last){//将备用车道上所有能输出的车都输出int c,i,;//H为车道数组,k为车道数,n为最大车号,Last为已输出的最大车号int minC,minQ;//minC记录备用车道中编号上的车号c,minQ记录c所在的车道编号 do{ // 只要备用车道中最小的车号恰是已输出最大车号的后继车号,就将它输出minC=n+2;//然后在备用车道中查找是否还有可输出的卡车号,minC的初值>最大车号 for(i=1;i<=k;++i){ // 在k个用车道中查找最小车号if(!QueueEmpty(H[i])){ // 若车道H[i]中有车GetHead(H[i],c); // 则取出队头车号cif(c<minC){ // 如果c是到目前为止最小的车号minC=c; minQ=i; } // 则记录c及其所在车号i}}//forif(minC==Last+1){ // 若最小车号恰是已输出最大车号的后继车号DeQueue(H[minQ],c); // 将该卡车(号)从相应的车道中开走(删除)cout<<"Move car "<<c<<" from holding track "; // 送进主(出)车道cout<<minQ<<" to output track."<<endl; // 并输出有关信息Last++; } // 最大输出车号增1}while(minC==Last); // 直到各备用车道中已无卡车或车道中的最小车号>Last}//Out算法27 在备用车道上的卡车输出算法假设进入主(进)车道的卡车(编号)序列已存储在整型数组a中,例如,已定义typedef int arr[20];int a[20]={3,6,9,2,4,7,1,8,5};则调用Rearrange(a,9,2)即可知使用两条备用车道能否成功调度。

队列的基本知识及应用

队列的基本知识及应用

队列的基本知识及应用[内容提要]1.通过本章学习,掌握队列的定义及队列的存储结构2.掌握队列的基本操作运算:建队、插入、删除、队列空等,用数组、链接方式所建立队列及操作运算3.掌握循环队列概念及运算4.能够利用队列解决一些实际问题:广度优先搜索算法[重点难点]1.队列、循环队列概念及存储结构2.队列的基本操作3.综合运用队列结构解决实际问题[内容讲授]一、队列的基本知识队列(Queue)是一种特殊的线性表。

它是一种运算受限的线性表。

它只允许在表的一端进行插入,而在另一端进行删除。

允许删除的一端称为队头(front),允许插入的一端称为队尾(rear)。

因此队列亦称作先进先出(First In First Out)的线性表,简称FIFO表。

1.队列的性质假设队列为a1,a2,..,a n,那么a1就是队头元素,a n为队尾元素。

队列中的元素是按a1,a2,..,a n 的顺序进入的,退出队列也只能按照这个次序依次退出。

也就是说,只有在a1离开队列之后,a2才能退出队列,只有在a1,a2,..,a n-1都离开队列之后,a n才能退出队列。

图1是队列的示意图。

图1 队列的先进先出示意图2.队列的存储结构(1) 顺序存储:可用记录数组实现 (2) 链接存储:用链接存储方式实现如图所示:front rear A1A2A3………………An-1An顺序存储结构——数组3.基本术语:(1) 队空:当队列中没有元素时称为空队列。

(2) 队满:当队列中单元全部被占用 (3) 队列操作规则:在队列中依次加入元素a1,a2,…an 之后,a1是队头元素,an 是队尾元素。

其出队操作规定从队头进行,进队操作从队尾进行。

即队列的操作是依先进先出的原则进行的。

(4) 上溢、下溢:真溢、假溢4.队列的基本操作用顺序队列存储结构的表示方法: type queue=recordvec : array[1..m] of elemtype f, r : integer ; end;f, r 分别指向队列的头和尾(1)进队操作(插入运算) Procedure insert( q, x ) ; begin① if q.r =m then 输出上溢 ② q.r := q.r+1③ q.vec[q.r]:=x ; { 进入队尾 } ④ if q.f= 0 then q.f:=1end;(2)出队操作:删除操作 procedure dele (q , x) ; begin链队示意图… a 2 rearfronta 1 ∧①if q.f=0 then 输出下溢②x=q.vec[q.f]③if q.f=q.r then [ q.f=0; q.r =0 ]else q.f:=q.f + 1end;(3)置空队算法procedure setnull (Q) ;beginq.f:=0 ; q.r:=0 ;end;5. 循环队列为充分利用向量空间,克服"假上溢"现象的方法是:将向量空间想象为一个首尾相接的圆环,并称这种向量为循环向量。

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实验五、队列的应用
一、实验原理:
一种“先进先出”(FIFO---First In First Out)的数据结构:即插入在队尾一端进行,而删除在队头进行。

键盘缓冲区问题:
设计算法实现模拟键盘缓冲区问题。

假设有两个进程同时存在于一个应用程序之中,第一个进程连续在屏幕上显示字符“X”,第二个进程不断检查键盘上是否有输入,若有则读入用户键入的字符,将其保存到键盘缓冲区之中。

程序约定当用户键入一个逗号“,”,则表示第一进程结束,系统开始显示那些在键盘缓冲区中的字符;接着继续执行第一个进程,即,在屏幕上显示字符“X”;当用户输入“;”的时候,刚结束整个程序。

算法提示:为了充分利用缓冲区的空间往往将缓冲区设计成循环队列的结构,并为循环队列结构的缓冲区设置一个队首指针和一个队尾指针。

每输入法一个字符到缓冲区中,就将尾指针后移,链入缓冲区的循环队列之中;每输出一个字符号,就将队头指针前移,将它从缓冲队列中删除。

参考代码:
/*键盘缓冲区问题*/
#define MAXSIZE 20
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#include "stdio.h"
#include "conio.h"
#include "dos.h"
typedef char elemtype;
typedef struct
{
elemtype elem[MAXSIZE];
int front, rear;
}queuetype;
int enque(queuetype *s, elemtype x) /*数据入队列*/
{
if (( s->rear+1)%MAXSIZE==s->front ) /*队列已满*/
return (FALSE);
else
{
s->rear=(s->rear+1) % MAXSIZE;
s->elem[s->rear]=x;
return(true);
}
}
elemtype delqueue (queuetype *s ) /*数据出队列*/
{
if (s-front==s->rear) /*队列为空*/
return(NULL);
else /*队列非空*/
{
s->front=(s->front+1)%MAXSIZE;
return(s->elem[s->front]);
}
}
main()
{
char ch1,ch2;
queuetype *p;
int t,f;
p=(queuetype *)malloc(sizeof(queuetype));
p->front=0;
p->rear=0;
while(1) /*开始交替执行*/
{
while(1) /*第一个进程的执行*/
{
if(kbhit()) /*检测是否有键盘输入*/
{
ch1=bdos(7,0,0); /*中断调用,键入字符存入ch1*/
f=enqueue( p, ch1 ); /*字符入循环队列*/
if ( f== FALSE )
{
printf(" The queue is already full !\n");
break;
}
}
if ( ch1==';' || ch1==',' )
break; /*第一个进程正常结束情况*/
printf("X"); /*执行第一个进程*/
}
ch2=delqueue(p);
while( ch2 != NULL )
{
putchar(ch2); /*在屏幕上显示输入缓冲区中的内容*/
ch2=delqueue(p); /*字符出队列*/
}
getchar(); /*为看清屏幕内容, 在此暂停, 按回车继续
if (ch1==';'||f==FALSE) /*程序结束*/
break;
else /*继续执行*/
ch1=''; /*先置空ch1*/
}
}。

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