Организация кольцевой очереди.
Рассмотрим пример. Предположим, что очередь содержит три элемента - в позициях 3, 4 и 5 пятиэлементного массива. Этот случай, показанный на рис. 2.17. Хотя массив и не заполнен, последний элемент очереди занят.
Если теперь делается попытка поместить в очередь элемент G, то он будет записан в первую позицию массива, как это показано на рис. 2.17. Первый элемент очереди есть Q(3), за которым следуют элементы Q (4), Q(5) и Q(l).
К сожалению, при таком представлении довольно трудно определить, когда очередь пуста. Условие R<F больше не годится для такой проверки, поскольку на рис. 2. 17 показан случай, при котором данное условие выполняется, но очередь при этом не является пустой.
Одним из способов решения этой проблемы является введение соглашения, при котором значение F есть индекс элемента массива, немедленно предшествующего первому элементу очереди, а не индексу самого первого элемента. В этом случае, поскольку R содержит индекс последнего элемента очереди, условие F = R подразумевает, что очередь пуста.
Отметим, что перед началом работы с очередью, в F и R устанавливается значение последнего индекса массива, а не 0 и 1, поскольку при таком представлении очереди последний элемент массива немедленно предшествует первому элементу. Поскольку R = F, то очередь изначально пуста.
Основные операции с кольцевой очередью:
1. Вставка элемента q в очередь x.
Insert(q,x)
Извлечение элемента из очереди x.
Remove(q)
Проверка очереди на пустоту.
Empty(q)
Операция empty (q) может быть записана следующим образом:
if F = R
then empty = true
else empty = false
endif
return
Операция remove (q) может быть записана следующим образом:
empty (q)
if empty = true
then print «выборка из пустой очереди»
stop
endif
if F =maxQ
then F =1
else F = F+1
endif
x = q(F)
return
Отметим, что значение F должно быть модифицировано до момента извлечения элемента.
Операция вставки insert (q,X).
Для того чтобы запрограммировать операцию вставки, должна быть проанализирована ситуация, при которой возникает переполнение. Переполнение происходит в том случае, если весь массив уже занят элементами очереди и при этом делается попытка разместить в ней еще один элемент. Рассмотрим, например, очередь на рис. 2. 17. В ней находятся три элемента — С, D и Е, соответственно расположенные в Q (3), Q (4) и Q (5). Поскольку последний элемент в очереди занимает позицию Q (5), значение R равно 5. Так как первый элемент в очереди находится в Q (3), значение F равно 2. На рис. 2. 17 в очередь помещается элемент G, что приводит к соответствующему изменению значения R. Если произвести следующую вставку, то массив становится целиком заполненным, и попытка произвести еще одну вставку приводит к переполнению. Это регистрируется тем фактом, что F = R, а это как раз и указывает на переполнение. Очевидно, что при такой реализации нет возможности сделать различие между пустой и заполненной очередью Разумеется, такая ситуация удовлетворить нас не может
Одно из решений состоит в том, чтобы пожертвовать одним элементом массива и позволить очереди расти до объема на единицу меньшего максимального. Так, если массив из 100 элементов объявлен как очередь, то очередь может содержать до 99 элементов. Попытка разместить в очереди 100-й элемент приведет к переполнению. Подпрограмма insert может быть записана следующим образом:
if R = max(q)
then R = 1
else R = R+1
endif
'проверка на переполнение
if R = F
then print «переполнение очереди»
stop
endif
q (r) =x
return
Проверка на переполнение в подпрограмме insert производится после установления нового значения для R, в то время как проверка на потерю значимости в подпрограмме remove производится сразу же после входа в подпрограмму до момента обновления значения F.
Описание типа стек:
type
ct=^celltype;
celltype=record
element:byte;
next:ct;
end;
stack=record
top:ct;
fin:ct;
end;
где top – указатель на вершину стека.
Описание типа очередь:
type
ct=^celltype;
celltype=record
element:byte;
next:ct;
end;
queue=record
front:ct;
rear:ct;
end;
где front – указатель на начало очереди, rear – указатель на конец очереди