KOLEJKA (QUEUE) (lista fifo first in, first out)

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "KOLEJKA (QUEUE) (lista fifo first in, first out)"

Aniela Wojciechowska
6 lat temu
Przeglądów:

1 KOLEJKA (QUEUE) (lista fifo first in, first out) Kolejki są listami, których elementy można wstawiać z jednego końca (rear-tył) a usuwać z drugiego (front - przód). Operacje: 1. MAKENULL(Q) czyni kolejkę pustą 2. FRONT(Q) zwraca pierwszy element kolejki 3. ENQUEUE(x,Q) wstaw x do kolejki 4. DEQUEUE(Q) usuwa pierwszy element z kolejki 5. EMPTY(Q) zwraca true gdy kolejka jest pusta, w przeciwnym wypadku zwraca false Przykład Załóżmy, że wstawiliśmy element a. Teraz chcemy wstawić kolejny element b. Ponieważ do kolejki wstawiamy zawsze na koniec, więc element b znajdzie się na końcu za elementem a. Gdybyśmy chcieli wstawić kolejny element c, to znajdzie się on na końcu za elementem b. Kolejka wygląda następująco: a b c Możemy usunąć tylko element z przodu kolejki (on ma pierwszeństwo, pozostałe elementy muszą czekać na swoją kolej). Tak więc możemy usunąć tylko element a. Kolejka po usunięciu elementu a wygląda następująco: b c Teraz element b jest pierwszym elementem możemy go usunąć

2 Wskaźnikowa implementacja kolejki z wykorzystaniem operacji na ADT List ) typedef int elementtype; typedef struct celltype Elementtype element; Celltype * next; Typedef Celltype * position; class Lista protected : position l;//wskaźnik do pierwszego elementu public: void Insert(elementtype x, position p); void Delete(position p); elementtype Retrieve(position p); position Locate(elementtype x); position First(); position Next(position p); position Previous(position p); position END(); ; Tworzymy obiekt tej klasy: List *Q=new Lista; Gdy mamy już obiekt Q typu Lista, chcemy na nim wykonać żądane operacje: Front: Enqueue: Dequeue, Makenull, Empty

3 FRONT zwraca pierwszy element kolejki Q->Retrieve(Q->First()); ENQUEUE(x) wstaw x do kolejki Q->Insert(x,Q->End()) DEQUEUE(Q) usuwa pierwszy element z kolejki Q->Delete(Q->First()) Empty, Makenull bez zmian

Efektywniejszym rozwiązaniem jest traktowanie tablicy jako koło, w którym pierwszy element tablicy jest

4 Tablicowa implementacja kolejki Kolejkę można zaimplementować jako listę zrealizowaną tablicowo, ale jest to bardzo kosztowne. (usuwając element trzeba przesunąć wszystkie pozostałe elementy). Efektywniejszym rozwiązaniem jest traktowanie tablicy jako koło, w którym pierwszy element tablicy jest następnym po ostatnim. Wtedy dołączenie elementu do kolejki powoduje przesunięcie rear o jedną pozycję zgodnie z ruchem wskazówek zegara.

5 Natomiast usunięcie elementu powoduje przesuniecie front o jedną pozycję zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Zakładamy, że kolejka może zawierać tylko maxlen-1 elementów ( żeby rozróżnić kolejkę pustą od pełnej )

6 typedef int elementtype; typedef kolejka = struct elementtype Queue [maxlenght]; int front; int rear; Kolejka jest pusta, jeżeli rear jest tuż za front, na przykład: Kolejka jest pełna, jeżeli pomiędzy rear a front jest jedena pusta komórka. Na przykład:

7 const maxlength=50; typedef int elementtype; typedef int position; class Kolejka protected : elementtype Queue[maxlength]; position Front; // Indeks elementu czołowego position Rear; // Indeks ostatniego elementu public: Kolejka(); ~Kolejka(); int AddOne(int i); void Init(); void Enqueue(elementtype x); void Dequeue(); elementtype FrontElem(); void Makenul(); bool Empty(); ;

8 Operator Init powinien tworzyć obiekt oraz inicjować zmienne front i rear tak, aby kolejka była pusta. Przyjmujemy front=0, rear=maxlenght-1 // Zainicjuj kolejkę void Kolejka::Init1() Front=0; Rear= maxlength-1; Funkcja AddOne zwiększa o jeden zgodnie z relacją modulo. // Do 'i' dodaj '1' modulo Maxlength int Kolejka::AddOne(int i) return ((i + 1) % maxlength); //dzielenie modulo, daje resztę z dzielenia

9 Operacja EMPTY zwraca wartość true, gdy kolejka jest pusta, zwraca wartość false, gdy nie jest pusta // Sprawdź, czy kolejka jest pusta bool Kolejka::Empty() return (AddOne(Rear) == Front);

10 Operacja Enqueue wstawia element do kolejki (wstawia na koniec). Przykład. Załóżmy, że mamy kolejkę pustą wyglądającą następująco: Chcemy wstawić element x. W tym celu wołamy metodę O->Enqueue(x); Kolejka będzie wyglądać następująco

11 Po wywołaniu Q->Enqueue(y): Po wywołaniu Enqueue(z):

12 Metoda Enqueue powinna: -sprawdzać, czy jest miejsce w kolejce (czy kolejka nie jest pełna) Kolejka jest pełna, gdy: ( AddOne(AddOne(Rear)) = Front) - gdy nie jest pełna, to wstawiać element Wstawienie elementu polega na: Zaktualizowaniu pola rear (pole to wskazuje na ostatnio wstawiony element, chcemy, aby wskazywał na pierwszą wolną komórkę) Wstawieniu elementu void Kolejka::Enqueue(elementtype x) if ( AddOne(AddOne(Rear))!= Front) jest pełna Rear = AddOne(Rear); Queue[Rear] = x; // Kolejka nie

13 Operacja Dequeue usunięcie elementu z kolejki. Uwaga: Usuwamy element z początku kolejki!!! Załóżmy, że mamy kolejkę: Po wywołaniu metody Dequeue mamy:

14 Po kolejnym wywołaniu metody Dequeue mamy: Metoda Dequeue powinna: - sprawdzić, czy kolejka nie jest pusta - jeśli nie jest pusta, to zmodyfikować: Front void Kolejka ::Dequeue() if (!Empty()) Front= AddOne(Front);

15 Pozostałe operacje: // Zwróć pierwszy element z kolejki. Kolejka::FrontElem() if (!Empty()) return Queue[Front]; // Sprawdź, czy kolejka jest pusta bool Kolejka::Empty() return (AddOne(Rear) == Front); void Kolejka::Makenul() Front=0; Rear= maxlength-1;

Podobne dokumenty

E S - uniwersum struktury stosu

E S - uniwersum struktury stosu Temat: Struktura stosu i kolejki Struktura danych to system relacyjny r I r i i I U,, gdzie U to uniwersum systemu, a i i - zbiór relacji (operacji na strukturze danych). Uniwersum systemu to zbiór typów