数据结构 实验五 队列的算法实现及应用_算法实现和应用的实验过程

实验项目名称：队列的算法实现及应用

实验目的：熟悉队列的逻辑特性、存储表示方法和队列基本操作及应用。

实验要求：了解并熟悉队列的逻辑特性、顺序和链式存储表示方法和队列的基本操作的实现和应用。

实验内容

编写程序实现下列的要求：

(1)编写程序，用不同的存储方法，实现队列的基本操作。

循环队列(顺序)：

#include<iostream>
using namespace std;
 
//循环队列(顺序)
const int QueueSize = 100;   //100是示例性数据
class CirQueue
{
public:
    CirQueue();           //构造函数,初始化空队列
    ~CirQueue();          //析构函数
    void EnQueue(int x);  //入队操作,将元素x入队
    int DeQueue();        //出队操作,将队头元素出队
    int GetHead();        //取队头元元素(并不删除)
    int Empty();          //判断队列是否为空
private:
    int data[QueueSize];  //存放队列元素的数组
    int front, rear;      //游标,对头和队尾指针
};
 
CirQueue::CirQueue()      //循环队列构造函数
{
    rear = front = QueueSize - 1;
}
 
CirQueue::~CirQueue()   //循环队列的析构函数
{
}
 
void CirQueue::EnQueue(int x)  //循环队列的入队操作
{
    if((rear + 1) % QueueSize == front)throw"上溢";
    rear = (rear + 1) % QueueSize; //队尾指针在循环意义下加1
    data[rear] = x;             //在队尾处插入元素
}
 
int CirQueue::DeQueue()  //出队操作
{
    if(rear == front)
        throw"下溢";
    front = (front + 1) % QueueSize; //队头在循环意义下加1
    return data[front];              //返回出队前的队头元素
}
 
int CirQueue::GetHead()    //取队头元素
{
    if(rear == front) throw"下溢";
    return data[(front + 1) % QueueSize]; //注意不修改队头指针
}
 
int CirQueue::Empty()      //判空操作
{
    if(rear == front)
        cout << "当前队列为空" << endl;
    else
        cout << "当前队列非空" << endl;
}
 
int main() {
    int n, x;
    cout << "请输入队列长度";
    cin >> n;
    CirQueue q;     //定义对象变量Q
    cout << "请依次输入入队元素：" << endl;
    for(int i = 0; i < n; i++) {
        int t;
        cin >> t;
        q.EnQueue(t);
    }
    q.Empty();
    cout << "请输入入队元素：";
    cin >> x;
    q.EnQueue(x);
    cout << "执行一次出队操作,出队元素是:" << q.DeQueue() << endl;
    q.DeQueue();
}

链式：

#include <iostream>
using namespace std;
//链队列
struct Node
{
	int data;         //数据域
	Node *next;       //指针域
};
 
class LinkQueue
{
public:
    LinkQueue( );             //构造函数，初始化一个空的链队列
    ~LinkQueue( );            //析构函数，释放链队列各结点的存储空间
    void EnQueue(int x);      //入队操作，将元素x入队
    int DeQueue( );           //出队操作，将队头元素出队
    int GetQueue( );          //取链队列的队头元素
    int Empty( );             //判断链队列是否为空
    void PrintQueue( );       //遍历链队列操作
private:
    Node *front, *rear;       //队头和队尾指针，分别指向头结点和终端结点
};
 
LinkQueue :: LinkQueue( )       //构造函数，初始化一个空的链队列
{
	Node *s = NULL;
  	s = new Node; s->next = NULL;    //创建头结点s
  	front = rear = s;                //将队头指针和队尾指针都指向头结点s
}
 
LinkQueue :: ~LinkQueue()       //析构函数，释放链队列各结点的存储空间
{
	Node *q = NULL;
  	while (front != NULL)        //释放单链表的每一个结点的存储空间
    {
    	q = front;               //暂存被释放结点
    	front = front->next;     // front指向被释放结点的下一个结点
    	delete q;
    }
}
 
void LinkQueue :: EnQueue(int x)    //入队操作，将元素x入队
{
  	Node *s = NULL;
  	s = new Node;                 //申请结点s
  	s->data = x; s->next = NULL;
  	rear->next = s; rear = s;     //将结点s插入到队尾
}
 
int LinkQueue :: DeQueue( )         //出队操作，将队头元素出队
{
	int x;
	Node *p = NULL;
	if (rear == front) throw "下溢";
	p = front->next; x = p->data;         //暂存队头元素
	front->next = p->next;                //将队头元素所在结点摘链
	if (p->next == NULL) rear = front;    //判断出队前队列长度是否为1
	delete p;
  	return x;
}
 
int LinkQueue :: GetQueue()         //取链队列的队头元素
{
	if(front == rear)
		throw "下溢异常";
	else
		return front->next->data;
}
 
int LinkQueue :: Empty()        //判断链队列是否为空
{
	if(front == rear)
		cout << "当前队列：为空" << endl;
	else
		cout << "当前队列：非空" << endl;
}
 
void LinkQueue::PrintQueue()    //遍历链队列操作
{
    Node *p = front->next; //工作指针p初始化
    while(p != NULL) {
        cout << p->data << " ";
        p = p->next;      //工作指针p后移，注意不能写作p++
    }
    cout << endl;
}
 
int main( )
{
    int n, x;
    cout << "请输入定义的链队列长度";
    cin >> n;
	LinkQueue Q;                  //定义对象变量Q
    cout << "请依次输入入队元素：" << endl;
    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        int t;
        cin >> t;
        Q.EnQueue(t);
    }
    Q.Empty();
    cout << "当前链队列遍历为:" << endl;
    Q.PrintQueue();
	cout << "当前链队列队头元素为：" << Q.GetQueue( ) << endl;   //输出队头元素
    cout << "执行一次出队操作，出队元素是：" << Q.DeQueue( ) << endl; //输出出队元素
    cout << "请输入入队元素：";
    cin >> x;
    Q.EnQueue(x);
    Q.Empty();
    cout << "当前链队列队头元素为：" << Q.GetQueue( ) << endl;   //输出队头元素
    cout << "当前链队列遍历为:" << endl;
    Q.PrintQueue();
    return 0;
}

(2)*迷宫问题：求解m*n迷宫问题，输出解的个数及每个解。编写并实现它的算法。