队列的数据结构实验报告

• 实验目的：

1、理解队列数据结构的概念和特点。

2、熟悉队列的应用场景和算法实现。

二、实验内容（实验题目与说明）

实现了一个循环队列，具有功能：

1. 初始化队列。
2. 判断队列是否为空。
3. 判断队列是否已满。
4. 入队。
5. 出队。

在 main()?函数中，先初始化队列，然后依次将元素 'a'、'b'、'c' 入队，再出队一个元素，输出该元素，接着将元素 'd'、'e'依次入队，最后输出出队序列，即元素 'b'、'c'、'd'、'e'。

三、算法设计（核心代码或全部代码）

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#define max 10

typedef struct {

????char data[max];

????int front;

????int rear;

} Queue;

// 初始化

void initQueue(Queue* q) {

????q->front = q->rear = 0;

}

// 判断队列是否非空

int Empty(const Queue* q) {

????return q->front == q->rear;

}

// 判断队列是否已满

int isQueueFull(const Queue* q) {

????return (q->rear + 1) % max == q->front;

}

// 入队

void enqueue(Queue* q, char elem) {

????if (isQueueFull(q)) {

????????printf("队满\n");

????????return;

????}

????q->data[q->rear] = elem;

????q->rear = (q->rear + 1) % max;

}

// 出队

char dequeue(Queue* q) {

????if (Empty(q)) {

????????printf("队空\n");

????????return '\0';

????}

????char elem = q->data[q->front];

????q->front = (q->front + 1) % max;

????return elem;

}

int main() {

????Queue q;

????initQueue(&q);

????// 判断队列是否非空

????printf("队列是空的吗？ %s\n", Empty(&q) ? "Yes" : "No");

????// 进队元素a，b，c

????enqueue(&q, 'a');

????enqueue(&q, 'b');

????enqueue(&q, 'c');

????printf("出队: %c\n", dequeue(&q));

????// 进队元素d，e

????enqueue(&q, 'd');

????enqueue(&q, 'e');

????// 输出出队序列

????printf("出队: ");

????while (!Empty(&q)) {

????????printf("%c ", dequeue(&q));

????}

????printf("\n");

????return 0;

}

• 运行与测试（测试数据和实验结果分析）

首先判断队列是否为空，然后三个元素a、b、c依次入队，然后a出队，d、e入队，然后全部出队，即显示b c d e,体现了队列先入先出的特点。如果出队输出结果时没能把入队的元素都输出出来，原因是一开始#define max 3，将符号常量 max?定义为 3但是入队d、e后有四个元素，队满了元素e就无法入队，出队时自然也看不见元素e

• 总结与心得

??在进行队列数据结构实验的过程中，我对队列的概念和特点有了更深入的理解。队列是一种先进先出的数据结构，类似于排队等待服务的场景。队列的实现可以使用数组或链表，具体选择取决于实际需求。队列在实际应用中有广泛的用途，适用于需要按照先后顺序处理任务或数据的场景。通过实验，我深刻体会到了队列的优点和局限性。队列的入队和出队操作具有常数时间复杂度 O(1)，因此在处理大量数据时表现出良好的性能。但是，队列的随机访问受限，只能从队首或队尾进行操作。