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队列+特殊矩阵的压缩存储

队列+特殊矩阵的压缩存储

作者: 我好菜啊_ | 来源:发表于2019-11-20 00:10 被阅读0次

    对头出,队尾入。
    基本操作

    InitQueue(*Q)
    QueueEmpty(Q)
    EnQueue(*Q,x)
    DeQueue(*Q,*x)
    GetHead(Q, *x)
    

    顺序实现

    #define MaxSize 50
    typedef struct
    {
        ElemType data[MaxSize];
        int front, rear;
    }* SqQueue;
    

    初始时Q->front=Q->rear=0
    空队时Q->front==Q->rear
    其余时候front指向队头,rear指向队尾的后一个位置
    但会出现,数组前面由于出队空了很多位置,但rear==MaxSize无法继续入队的假溢出现象。
    循环队列
    初始时:Q->front=Q->rear=0
    队首出队时加一:Q->front=(Q->front+1)%MaxSize
    队尾入队时加一:Q->rear=(Q->rear+1)%MaxSize
    队列长度:(Q->rear+MaxSize-Q->front)%MaxSize
    由于队空和队满时都有Q->front==Q->rear无法判断
    解决办法
    1.入队时少用一个队列单元
    队满:(Q->rear+1)%MaxSize==Q->front
    队空:Q->front==Q->rear
    2.增设表示元素个数的数据成员
    3.增设tag,代表上次操作,若tag为0,由于出队导致front==rear则队空,为1,则是由入队导致的,则队满

    队列.PNG
    初始化
    void InitQueue(SqQueue Q)
    {
        Q->rear=Q->front=0;
    }
    

    判空

    bool isEmpty(SqQueue Q)
    {
        if(Q->rear==Q->front)    return true;
        else    return false;
    }
    

    入队

    bool EnQueue(SqQueue Q, ElemType x)
    {
        if((Q->rear+1)%MaxSize==Q->front) return false;
        Q->data[Q->rear]=x;
        Q->rear=(Q->rear+1)%MaxSize;
        return true;
    }
    

    出队
    bool DeQueue(SqQueue Q, ElemType* x)
    {
    if(Q->rear==Q->front) return false;
    *x=Q->data[Q->front];
    Q->front=(Q->front+1)%MaxSize;
    return true;
    }


    链式存储结构

    同时带有队头指针和队尾指针的单链表

    typedef struct
    {
        ElemType data;
        struct LinkNode *next;
    }LinkNode;
    
    typedef struct
    {
        LinkNode *front, *rear;
    }LinkQueue;
    

    为使其空队时插入删除操作统一,一般将其设计成带头节点的单链表


    带头节点单链表实现的队列.PNG

    初始化

    void InitQueue(LinkQueue* Q)
    {
        Q->front=Q->rear=(LinkNode*)malloc(size of(LinkNode));
        Q->front->next=NULL;
    }
    

    判空

    bool IsEmpty(LinkQueue* Q)
    {
        if(Q->front==Q->rear)    return true;
        return false;
    }
    

    入队

    void EnQueue(LinkQueue* Q, ElemType x)
    {
        LinkNode* s=(LinkNode*)malloc(size of(LinkNode));
        s->data=x;
        s->next=NULL;
        Q->rear->next=s;
        Q->rear=s;
    }
    

    出队

    bool DeQueue(LinkQueue* Q, ElemType* x)
    {
        if(Q->front==Q->rear)    return false;
        LinkNode* first=Q->front->next;
        *x=first->data;
        Q->front=first->next;
        if(Q->rear==first)            //原队列只有一个节点,删除后变空
            Q->rear=Q->next;
        free(first);
        return true;
    }
    

    双端队列

    两端都可以进行入队和出队操作
    输出受限的双端队列:出队在某一段进行
    输入受限的双端队列


    队列应用

    二叉树层次遍历
    使用队列来保存下一步的处理顺序
    1.根节点入队
    2.若队列为空则遍历完毕,否则重复3
    3.队首出队,并访问之,将其左孩子和右孩子依次入队,返回2
    计算机系统中的应用
    1.解决主机与外部设备之间速度不匹配的问题(打印数据缓冲区)
    2.解决由多用户引起的资源竞争问题(CPU的分配)


    特殊矩阵的压缩存储

    将矩阵更有效地存储在内存中,并能方便地提取矩阵中的元素
    压缩矩阵:为多个值相同的元素只分配一个存储空间,对零元素不分配存储空间。
    特殊矩阵:具有许多相同矩阵元素或零元素,且分布有一定规律性。(对称矩阵,上下三角矩阵,对角矩阵)
    找出特殊矩阵中值相同的矩阵元素的分布规律,把那些呈现规律性分布的,值相同的多个矩阵元素压缩存储到一个存储空间中。
    关键在于找A和B的下标转换
    1.对称矩阵
    A[1...n][1...n]->B[n(n+1)/2]
    2.三角矩阵
    A[1...n][1...n]->B[n(n+1)/2+1]
    那个1是用来存三角区域的常数的
    3.对角矩阵
    4.稀疏矩阵
    将非零元素及其相应的行和列构成一个三元组(行标,列标,值),失去了随机存取特性。

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