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隊(duì)列是嵌入式軟件中常用的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。什么是隊(duì)列呢？在生活中，我們都知道 ，買東西時(shí)要排隊(duì)，比如最近iphone6開售了，買的人比較多，黃牛倒手機(jī)也要排隊(duì) 買。先來的人排在隊(duì)伍的前面，優(yōu)先購買，購?fù)旰箅x開，后到的人只有排在隊(duì)伍的 后面，且只有等前面的人都買好了才能輪到他。這種隊(duì)伍的變化狀態(tài)稱為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 。 今天我們就來聊一聊隊(duì)列的使用及主要運(yùn)算。隊(duì)列只能在一端（隊(duì)尾）進(jìn)入數(shù)據(jù)加 入，在另一端（隊(duì)首）進(jìn)行刪除的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。比如對于隊(duì)列（d1,d2,d3,…,dn）,d1 是隊(duì)首，如果要從隊(duì)列中刪除數(shù)據(jù)，只能從d1開始，如果要向隊(duì)列中添加新的數(shù)據(jù) ，只能在隊(duì)尾加入。 隊(duì)列可以通過一維數(shù)組實(shí)現(xiàn)，也可以通過鏈表來實(shí)現(xiàn)，我們以使用數(shù)組來說明。比 如我們可以定義一個(gè)數(shù)組a[100]表示最大長度為100的隊(duì)列。當(dāng)向新建的隊(duì)列中加入 數(shù)據(jù)時(shí)，從a[0]開始，然后記錄加入的位置，當(dāng)再次向隊(duì)列中加入數(shù)據(jù)時(shí)，存放在 a[1]中，依次類推。假如一直向隊(duì)列中加入數(shù)據(jù)，當(dāng)向a[99]加入了數(shù)據(jù)之后，隊(duì)列 滿了。不能在之后繼續(xù)加入新的數(shù)據(jù)。假如現(xiàn)在需要從隊(duì)列中取數(shù)據(jù)，要從a[0]開 始，下次取a[1],依次類推。 這樣使用的數(shù)組，如果不進(jìn)行一些其他的運(yùn)算，數(shù)組最終會(huì)被用完。一般我們在使 用時(shí)，當(dāng)隊(duì)尾達(dá)到數(shù)組結(jié)尾時(shí)，將隊(duì)尾重新指向數(shù)組的開始，這樣的隊(duì)列稱為循環(huán) 隊(duì)列。 在使用隊(duì)列時(shí)，主要會(huì)涉及到以下運(yùn)算。 1、置空隊(duì)列：將隊(duì)列置成空的隊(duì)列。 2、判斷隊(duì)列是否空：如果隊(duì)列是空隊(duì)列，返回真，否則返回假。 3、取頭結(jié)點(diǎn)：讀取隊(duì)列中頭結(jié)點(diǎn)的值，隊(duì)列中的結(jié)點(diǎn)保持不變。 4、入隊(duì)：將數(shù)據(jù)插入到隊(duì)列的隊(duì)尾。 5、出隊(duì)：刪除隊(duì)列頭結(jié)點(diǎn)，一般與從隊(duì)列中取隊(duì)首數(shù)據(jù)同時(shí)操作。 隊(duì)列空和滿的情況分析 對于循環(huán)隊(duì)列來說，假如取數(shù)據(jù)和添加數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行，會(huì)存在隊(duì)列空或者隊(duì)列滿的 情況，假如用front來表示隊(duì)首在數(shù)組中的下標(biāo)，用rear表示隊(duì)尾在數(shù)組中的下標(biāo)。 會(huì)存在front和rear相等的情況，在這種情況下，只用front和rear的值將無法區(qū)分 當(dāng)前隊(duì)列是滿還是空。 通常我們可以設(shè)置一個(gè)標(biāo)志位來表示隊(duì)滿還是隊(duì)空，當(dāng)入隊(duì)時(shí)設(shè)置flag等于1，出隊(duì) 時(shí)設(shè)置flag為0，出隊(duì)時(shí)設(shè)置為0，所以當(dāng)front和rear相等時(shí)，flag等于0則隊(duì)空， 否則隊(duì)滿。深圳-鄭州-廣州-長沙嵌入式技術(shù)實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)，小班授課，詳情郭老師 QQ754634522 或者使用一個(gè)計(jì)數(shù)器來記錄隊(duì)列中結(jié)點(diǎn)的數(shù)量。當(dāng)計(jì)數(shù)count等于0時(shí)隊(duì)空。 同樣我們也可以少用一個(gè)節(jié)點(diǎn)，將front指向的空間表示為無數(shù)據(jù)。當(dāng)front等于 rear時(shí)，隊(duì)空，入隊(duì)時(shí)，當(dāng)尾指針加1，等于頭指針，則說明隊(duì)列已滿。 下面我們使用第三種方法表示隊(duì)滿或隊(duì)空，來詳細(xì)分析一下隊(duì)列的運(yùn)算 1、置空隊(duì) 在隊(duì)列初始化時(shí)，我們需要將隊(duì)列置為空的隊(duì)列，當(dāng)然也可以通過置空隊(duì)列也刪除 隊(duì)列中的數(shù)據(jù)（不是真正意義上的刪除，只是數(shù)據(jù)無效，可以覆蓋操作）。 將數(shù)組下標(biāo)0位置設(shè)置為不使用，因此頭尾指針值都是0 void set_null(sequeue *q) { q->front = 0; q->rear =0; } 2、判斷隊(duì)空 使用前面的最后一種方法，隊(duì)空的判斷條件就是頭指針等于尾指針 int empty(sequeue *q) { if(q->rear == q->front) return 1;//空隊(duì)列返回真 else return 0;//非空返回假 } 3、取頭結(jié)點(diǎn) 取出頭結(jié)點(diǎn)，并不刪除頭結(jié)點(diǎn)，隊(duì)列信息保持不變，如果是空隊(duì)，就提示相關(guān)信息 。 get_front(sequeue *q) { if(empty(q) { printf(“null\n”);return NULL; } else return q->data[(q->front+1)%maxsize];//返回頭結(jié)點(diǎn) } 4、入隊(duì) 入隊(duì)時(shí)，將新結(jié)點(diǎn)插入到隊(duì)尾，隊(duì)尾指針加1，但要考慮從數(shù)組最大下標(biāo)到0的情況 ，還有隊(duì)滿不能入隊(duì)的情況 int in_queue(sequeue *q,data x) { if((q->rear+1)%maxsize==q->front) return NULL; else { q->rear = (q->rear+1)%maxsize; q->data[q->rear] = x; } } 5、出隊(duì) 出隊(duì)進(jìn)行與入隊(duì)相反的操作，要?jiǎng)h除隊(duì)列中的頭結(jié)點(diǎn)。 data del_queue(sequeue *q) { if(empty(q) return NULL;//返回空指針 else { q->front = (q->front+1)%maxsize; return q->data[q->front]; } } 在實(shí)際應(yīng)用中，隊(duì)列使用的比較多的地方是操作系統(tǒng)內(nèi)核，當(dāng)系統(tǒng)任務(wù)比較多時(shí)， 需要等待的情況一般都會(huì)使用到隊(duì)列，在裸機(jī)開發(fā)中，我們也可以使用隊(duì)列，比如 使用隊(duì)列來處理觸摸屏坐標(biāo)，當(dāng)點(diǎn)擊速度過快，或者觸摸屏劃動(dòng)操作時(shí)，需要一直 記錄劃過的坐標(biāo)，這時(shí)，如果主循環(huán)處理不完，就需要構(gòu)造隊(duì)列。想學(xué)習(xí)嵌入式伙伴可以加群交流132621831 |
