Kolejka

REKLAMA

Algorytmy. Ilustrowany przewodnik
−40%32,94 zł

Kolejka (ang. Queue) – struktura danych, w której elementy pobierane są z początku, a dodawane na końcu. Z kolejki można zatem pobrać tylko ten element, który był dodany najwcześniej. Kolejka bywa określana również jako kolejka FIFO (z ang. First In, First Out), w odróżnieniu od kolejki LIFO, czyli stosu.

Implementacja

W tej sekcji przedstawiona jest przykładowa implementacja w języku C++ kolejki przechowującej liczby typu int. Opis ten zakłada znajomość treści zaprezentowanych w artykule stos. Podobnie jak tamten, opis ten jest adresowany przede wszystkim do osób początkujących.

Tak jak w przypadku stosu, musimy mieć strukturę zawierającą liczbę i wskaźnik do kolejnego elementu. Nazwijmy tę strukturę ElementKolejki. W funkcji main będziemy przechowywać tym razem nie jeden, ale dwa wskaźniki: do pierwszego (czyli dodanego najwcześniej) i ostatniego (dodanego najpóźniej) elementu kolejki. Początkowo wartości te będą ustawione na 0 (pusta kolejka). Funkcja pobierająca element kolejki będzie bardzo podobna do funkcji pobierającej element ze stosu. Jedyna różnica w działaniu tej funkcji wystąpi wtedy, gdy pobierzemy ostatni element – wtedy będziemy musieli dodatkowo ustawić na 0 wskaźnik do ostatniego elementu kolejki. W kodzie źródłowym będzie to wyglądać następująco:

struct ElementKolejki
{
	int liczba;
	ElementKolejki* nastepny;
};

int pobierzZKolejki(ElementKolejki* &poczatek, ElementKolejki* &koniec)
{
	int liczba = poczatek->liczba;
	ElementKolejki* doUsuniecia = poczatek;
	poczatek = poczatek->nastepny;
	delete doUsuniecia;
	if (poczatek == 0)
	{
		koniec = 0;
	}
	return liczba;
};

Inaczej będzie natomiast wyglądała funkcja dodająca element. W przypadku stosu nowy element był dodawany na początku, tutaj zaś – na końcu. Algorytm ten będzie wyglądał następująco:

  1. Utwórz nową strukturę ElementKolejki,
  2. Jako element danej struktury przypisujemy liczbę, którą chcemy dodać do kolejki,
  3. Wskaźnik do następnego elementu ustawiamy na 0 (element ten ma być na końcu),
  4. Jeśli kolejka była pusta, ustaw wskaźnik początku kolejki na nowy element. W przeciwnym razie, ustaw wskaźnik w ostatnim elemencie kolejki na nowy element,
  5. Ustaw wskaźnik końca kolejki na nowy element.

Kod źródłowy tej funkcji wygląda następująco:

void dodajDoKolejki(ElementKolejki* &poczatek, ElementKolejki* &koniec, int liczba)
{
	ElementKolejki* nowy = new ElementKolejki();
	nowy->liczba = liczba;
	nowy->nastepny = 0;
	if (koniec == 0)
	{
		poczatek = nowy;
	}
	else 
	{
		koniec->nastepny = nowy;
	}
	koniec = nowy;
}

Pełny przykład programu zaprezentowano poniżej. Zawiera on także funkcję wypisującą zawartość kolejki – działa ona tak samo, jak funkcja wypisująca zawartość stosu. Warto zauważyć, że program ten nie zawiera zabezpieczeń przed usuwaniem elementu z pustej kolejki. Aby to osiągnąć, trzeba by funkcję usuwającą element obłożyć warunkiem if (poczatek != 0).

#include<iostream>

using namespace std;

struct ElementKolejki
{
	int liczba;
	ElementKolejki* nastepny;
};

void dodajDoKolejki(ElementKolejki* &poczatek, ElementKolejki* &koniec, int liczba)
{
	ElementKolejki* nowy = new ElementKolejki();
	nowy->liczba = liczba;
	nowy->nastepny = 0;

	if (koniec == 0)
	{
		poczatek = nowy;
	}
	else 
	{
		koniec->nastepny = nowy;
	}
	koniec = nowy;
}

int pobierzZKolejki(ElementKolejki* &poczatek, ElementKolejki* &koniec)
{
	int liczba = poczatek->liczba;
	ElementKolejki* doUsuniecia = poczatek;
	poczatek = poczatek->nastepny;
	delete doUsuniecia;
	if (poczatek == 0)
	{
		koniec = 0;
	}
	return liczba;
};

void wypiszKolejke(ElementKolejki* &poczatek)
{
	ElementKolejki* aktualny = poczatek;
	while (aktualny != 0)
	{
		cout << aktualny->liczba << " ";
		aktualny = aktualny->nastepny;
	}
	cout << "\n";
};

int main()
{
	cout << "Kolejka: \n";
	ElementKolejki* poczatek = 0;
	ElementKolejki* koniec = 0;

	dodajDoKolejki(poczatek, koniec, 2);
	dodajDoKolejki(poczatek, koniec, 5);
	dodajDoKolejki(poczatek, koniec, 7);

	wypiszKolejke(poczatek);

	int pobrane = pobierzZKolejki(poczatek, koniec);
	cout << "Pobrano: " << pobrane << "\n";
	wypiszKolejke(poczatek);

	dodajDoKolejki(poczatek, koniec, 6);
	wypiszKolejke(poczatek);

	system("pause");

	// Czyszczenie pamieci
	while (poczatek != 0)
	{
		pobierzZKolejki(poczatek, koniec);
	}
	return 0;
}
Ocena: +1 Tak Nie
Liczba głosów: 3.

Dodano: 10 listopada 2018 11:10.

REKLAMA

Zobacz też

Algorytm – przepis, zbiór poleceń, opis ciągu operacji prowadzących do rozwiązania konkretnego problemu. Algorytm możemy również rozumieć jako funkcję przekształcającą dane wejściowe w dane wyjściowe.

Algorytm musi być skończony, czyli jego zapis ma składać się ze skończonej liczby znaków. Musi również być poprawny, czyli dla wszystkich możliwych danych wejściowych powinien zwracać prawidłowy wynik (może być nim informacja o braku rozwiązania). Algorytm musi wykazywać również własność stopu – niezależnie od danych wejściowych obliczenia algorytmu powinny dochodzić do punktu końcowego, czyli po prostu kończyć się (nie mogą np. wpadać w nieskończoną iterację). Zapis algorytmu musi być precyzyjny, bez jakichkolwiek niejasności.

→ Czytaj całość

Metoda Forda-Fulkersona – algorytm służący do wyznaczania maksymalnego przepływu. Jest to algorytm bardzo ogólny, dlatego często nie jest nazywany algorytmem, a metodą. Popularną implementacją tej metody jest algorytm Edmondsa-Karpa. Algorytm można opisać następująco:

  1. Wyznacz sieć residualną (opis sieci residualnej znajduje się w dalszej części artykułu).
  2. Znajdź w sieci residualnej dowolną ścieżkę powiększającą.
  3. Jeśli nie udało się wyznaczyć żadnej ścieżki powiększającej, zakończ działanie algorytmu.
  4. W przeciwnym razie zwiększ przepływ w sieci (w sposób opisany w dalszej części artukułu) i wróć do punktu 1.
→ Czytaj całość

Algorytm Zhanga-Suena – algorytm służący do szkieletyzacji obrazu binarnego. Szkieletyzacja polega na wyborze z obrazu binarnego tych pikseli, które są równo odległe od krawędzi obiektu.

→ Czytaj całość
Polityka prywatnościKontakt