使用循環數組實現隊列

Question

我已經在互聯網上找到了這些算法，但我不明白為什么在入隊方法中我們將大小與N-1進行了比較？？？ 請幫我謝謝！！

Algorithm size():
return (N-f+r)mod N



Algorithm enqueue(e):
if size()=N-1 then
   throw a FullQueueException
Q[r]<---e
r<----(r+1)mod N

Answer 1

當大小為N-1時，隊列已滿的原因是，在此簡單實現中，“ r”代表下一個空閑元素的索引，而“ f”代表要檢索的下一個元素。 如果“ f”和“ r”相等，則隊列為空，因此如果遞增“ r”將導致其等於“ f”，則隊列已滿。

在該實現中，至少一個元素總是空的。 這通常比添加更多邏輯來區分“ f”和“ r”相等且隊列已滿與空的情況相比更為有效。

順便說一句，在大多數處理器中，mod函數比使用如下邏輯要昂貴得多：

Algorithm enqueue(e):
rNext<---r + 1
if rNext = N
    rNext<---0
if rNext = r then
    throw a FullQueueException
r<---rNext
Q[r]<---e

Answer 2

您提供了一個非常糟糕（且不正確）的實現。

話雖如此，數組中的循環隊列通常始於給定索引，並終止於另一個給定索引（因此f和r）。 但是，無論您做什么，隊列中的項目都不能超過基礎數組中的項目。

這里的size函數應該用於計算隊列中的元素數。 如果該數字危險地接近總陣列大小，則說明隊列已滿。

Answer 3

我同意@Matthew Flaschen的評論，但我會猜測。 我懷疑隊列的長度為N，並且為一個前哨保留了一個元素進行搜索。 不過，這不是我會做的。

Answer 4

給定一個循環隊列的實現，其中開始和結束都保持為已分配基礎數組的大小（例如N）的模數，則隊列（而非數組）的實際容量必須小於N，否則開始最終指標將是相等的，並且在空和滿之間會有歧義。

因此，當分配的基礎數組的大小為N時，隊列的真實容量為N-1。 這就是測試的原因。

圍繞這種情況，實際上有一些方法可以使用所有N個時隙並消除將索引取n為模的隱式除法。