Ngôn ngữ lập trình C - Chương 7 - Bài 3. Queue doc

4/28/2010
1
Chương 7.
Bài 3. Queue
ĐỖ BÁ LÂM
ViỆN CNTT&TT, TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI
Nội dung
1. Khái niệm queue
2. Xây dựng queue
2.1. Sử dụng mảng
2.2. Sử dụng danh sách liên kết
2
1. Khái niệm queue
 Queue (Hàng đợi)
 Là một hàng chờ đợi, xếp hàng (waiting line)
 Là một cấu trúc dữ liệu trong đó cho phép sử
dụng cả 2 phía: một phía để thêm và một phía để
lấy ra phần tử
3
4/28/2010
2
lối sau
lối
trước
1. Khái niệm Queue
Dữ liệu được thêm vào ở lối sau
(rear), và lấy ra ở lối trước
(front)
Cấu trúc FIFO (First In First Out)
– Vào trước ra trước
Thao tác

 enqueue(Element e)
 Element dequeue()
Các thao tác cơ bản của Queue
enQueue: Thêm một phần tử vào Queue
Queue
Enqueue
D
Data
A B
front
rear
A B D
front
rear
Queue
Các thao tác cơ bản của Queue
deQueue: Lấy một phần tử khỏi Queue
Queue
Dequeue
A
Data
B D
front
rear
A B D
front
rear
Queue
4/28/2010
3

Ứng dụng của Queue
Hàng đợi trong các phòng bán vé
Truy nhập vào các thiết bị dùng chung tại
văn phòng (ví dụ máy in)
7
Ghi nhớ
Queue được hình dung như một hàng đợi
bao gồm nhiều nhiều người xếp hàng với 2
thao tác đưa vào và đẩy ra theo nguyên
tắc:
 Người nào vào trước sẽ được ra trước –
FIFO (First In First Out)
2. Xây dựng Queue
 Lưu trữ được các đối tượng dữ liệu
 Xây dựng 2 thao tác Push và Pop theo
nguyên tắc FIFO
 Có hai cách cài đặt queue
 Sử dụng mảng
 Sử dụng danh sách liên kết
4/28/2010
4
2.1. Sử dụng mảng
Biễu diễn Queue dưới dạng mảng Q
Lưu trữ chỉ số phần tử lối trước và lối sau
của Queue qua biến F và R
Khởi tạo F=R=-1
Queue rỗng (empty) F = R = -1
Queue đầy (full) R=MAX-1

0 1 2 MAX-1

F (Front) R (Rear)
2.1. Sử dụng mảng
Để thuận tiện định nghĩa cấu trúc Queue
gồm mảng và 2 biến Front, Rear
#define MAX 100
typedef ElementType;
typedef struct {
ElementType Elements[MaxLength];
//Lưu trữ các chỉ số
int Front, Rear;
} Queue;
Queue Q;
11
2.1. Sử dụng mảng
Khởi tạo Queue
 Front = -1
 Rear = -1
Khi bổ sung thêm một phần tử vào Queue
 Nếu Front=-1 thì gán Front=0
 Rear tăng lên 1.
Khi lấy ra một phần tử trong Queue
 Nếu Front==Rear thì gán Front = Rear = -1
 Ngược lại Front tăng lên 1
12
4/28/2010
5
Enqueue
int EnQueue(ElementType N){
if(Q.Rear==MAX-1)
return 0;

else{
if(Q.Front==-1) Q.Front=0;
Q.Rear=Q.Rear+1;
Q.Elements[Q.Rear]=X;
return 1;
}
}
13
Dequeue
int DeQueue(ElementType *N){
if(Q.Front == -1) return 0;
else{
*N = Q.Element[Q.Front];
if (Q.Front == Q.Rear){
Q.Front = -1; Q.Rear = -1;
}else
Q.Front=Q.Front+1;
return 1; //Dequeue thanh cong
} }
2.1. Sử dụng mảng
Nhược điểm của cách tổ chức lưu trữ này
 Hiện tượng ĐẦY (Full) vẫn xảy ra dù mảng Q vẫn
còn chỗ nhưng R = MAX-1
15

0 1 2 MAX-1
F (Front) R (Rear)
4/28/2010
6
EMPTY QUEUE

[1]
[2] [1] [2]
[0] [3] [0] [3]
[5] [4] [5] [4]
front = -1 front = 0
rear = -1 rear = 2
J2
J1
J3
Cải tiến
[1] [2] [1] [2]
[0] [3][0] [3]
[5] [4] [5] [4]
J2 J3
J1 J4
J5
J6 J5
J7
J8 J9
Cải tiến
Thêm vào theo chiều kim đồng hồ
front =0
rear = 4
front =4
rear = 2
2.2. Sử dụng danh sách liên kết
Biểu diễn
 Front trỏ tới đầu danh sách
 Rear: trỏ tới cuối danh sách
Queue là cấu trúc FIFO (First In First Out)

Thao tác Push, Pop?
18
Rear
Front
4/28/2010
7
2.2. Sử dụng danh sách liên kết
Push
 Thêm một nút vào sau nút cuối cùng trong
danh sách
Pop
 Lấy giá trị nút đầu tiên trong danh sách
 Loại bỏ nút này khỏi danh sách
19
2.2. Sử dụng danh sách liên kết
struct node {
ElemType data;
struct node *next;
};
struct node *Front, *Rear;
//Front, Rear được khai báo
là hai biến toàn cục
7
1
8
\
Front
Rear
void enQueue(ElemType N){
struct node *Temp;

Temp=(struct node *)
malloc(sizeof(struct node));
Temp->data = N;
Temp->next = NULL;
if(Front==NULL){
Front = Temp; Rear = Temp;
}else{
Rear->next = Temp;
Rear = Rear->next;
}}
enQueue
7
1
8
\
Front
45
Temp
Rear
4/28/2010
8
void enQueue(ElemType N){
struct node *Temp;
Temp=(struct node *)
malloc(sizeof(struct node));
Temp->data = N;
Temp->next = NULL;
if(Front==NULL){
Front = Temp; Rear = Temp;
}else{

Rear->next = Temp;
Rear = Rear->next;
}}
enQueue
7
1
8
Front
45
Temp
Rear
void enQueue(ElemType N){
struct node *Temp;
Temp=(struct node *)
malloc(sizeof(struct node));
Temp->data = N;
Temp->next = NULL;
if(Front==NULL){
Front = Temp; Rear = Temp;
}else{
Rear->next = Temp;
Rear = Rear->next;
}}
enQueue
7
1
8
Front
45
Temp

Rear
int deQueue(ElementType *N){
struct node *Temp=Front;
if(Front==NULL) return 0;
else{
*N = Front->data;
if(Front==Rear){
Front = NULL;Rear = NULL;
}else
Front = Front->next;
free(Temp);
return 1; } }
deQueue
7
1
8
Front
45
Rear
Temp
4/28/2010
9
int deQueue(ElementType *N){
struct node *Temp=Front;
if(Front==NULL) return 0;
else{
*N = Front->data;
if(Front==Rear){
Front = NULL;Rear = NULL;
}else

Front = Front->next;
free(Temp);
return 1; } }
deQueue
7
1
8
Front
45
Rear
Temp
int deQueue(ElementType *N){
struct node *Temp=Front;
if(Front==NULL) return 0;
else{
*N = Front->data;
if(Front==Rear){
Front = NULL;Rear = NULL;
}else
Front = Front->next;
free(Temp);
return 1; } }
deQueue
1
8
Front
45
Rear
Temp
Bài tập

Demo dQueue.c
Bài 1. Kiểm tra tính đối xứng của một xâu
Dùng stack: lưu các kí tự của xâu
Dùng Queue: lưu các kí tự của xâu
Lấy lần lượt khỏi stack và queue các phần
tử và so sánh
27
4/28/2010
10
Bài tập
 Ví dụ
 Đầu vào : MADAM
 Bước 1: Đọc xâu từ trái
sang phải, lưu vào trong
Stack và Queue
 Bước 2: Lấy lần lượt các
ký tự ra khỏi Stack và
Queue
M A D A M M A D A M
Stack
Queue
top
front
M A D A A D A M
Stack
Queue
top
front
M = M
M A D D A M

Stack Queue
top
front
A= A
Bài tập
 Bài 2. Kiểm tra cặp ngoặc
Mỗi dấu “(”, “{”, or “[” đều phải có một dấu đóng tương
ứng “)”, “}”, or “[”
 Đúng: ( )(( )){([( )])}
 Sai: )(( ))
 Sai: ({[ ])}
 Viết giải thuật nhận một xâu đầu vào gồm các ký
tự mở , đóng ngoặc. Kiểm tra xâu có hợp lệ
không
29
Thảo luận
30