火车车厢重排——队列实现
作者：互联网
其实队列和栈挺像的，所以也就没有单独写一个实现队列的笔记，可以参考一下栈的实现：https://www.cnblogs.com/2015-16/p/12957964.html （同时这一篇也包含了队列的一些基本使用）
队列，简称队，也是一种操作受限的线性表。把进行插入的一端称做队尾（rear），进行删除的一端称做队头（front）；（先进先出表）
环形队列：简而言之，在顺序队列中，我们删除元素，并没有真正删除，只是把front指针前进，那么两个指针都往前，后面自然会空出许多单元，这样就浪费了，我们采用环形队列，在逻辑上把一个数组掰弯，形成一个圆，让rear指到数组顶点之后可以回过头来，再次指向最开始的单元，这样就可以利用那些空间；
环形队列通常约定进队时少用一个数据元素空间，队满条件：（q->rear+1）% MaxSize == q->front ；队空条件：q->rear == q->front ；
队中元素个数：（rear-front+MaxSize）% MaxSize ；
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题目来了：火车轨道重排
问题分析：分析题目意思我们可以大致得到，我们需要利用缓冲轨导，实现对车厢的排序。车厢排序有这样的特点，首先是，车厢数从1-n,是连续的数字，其次我们需要按照从小到大的顺序，一个一个的输出，可供我们选择缓冲轨道，但是，假设如果我现在车厢数目改变，或者说车厢数字顺序改变，那我们相应的，所需要的轨道数数目也可能改变。我设计了一个动态的轨道数目来解决这个问题。首先需要按照合适的格式，把我们需要重排的车厢数序列放入队列中，之后逐步的输出车厢数。即先考虑主轨，如果主轨不能（主轨目前可以输出的数字不是我想要的），那便考虑缓冲轨道，如果缓冲轨道也不能，那就是说明，我们需要的车厢，还在主轨的后边，我们便需要把主轨的前面的车厢分散进入缓冲轨道，以此实现输出。
1 void Rearrangment_Queue(Queue *& Q, int G_number) {
2 int nowOut = 1, i, temp, Sign; // 缓冲轨导数标记 G_number
3 Queue ** kq = new Queue *[G_number]; // 数组指针
4 for (i = 0; i < G_number; i++)
5 Initialize_Queue(kq[i], Q->number); // 缓冲轨导初始化
6 while (nowOut <= Q->number) { // 入轨判断
7 Sign = 0; // 标记符Sign
8 if (Empty_Queue(Q) && Q->data[Q->front + 1] == nowOut) {
9 cout << nowOut << " ";
10 nowOut++;
11 Q->front++;
12 Sign++; // 标记符Sign
13 }
14 for (i = 0; i < G_number; i++) // 缓冲轨判断
15 if (Empty_Queue(kq[i]) && kq[i]->data[kq[i]->front + 1] == nowOut) {
16 cout << nowOut << " "; // 缓冲轨非空(1)情况下进行匹配
17 nowOut++;
18 kq[i]->front++;
19 Sign++; // 标记符Sign
20 }
21 if (!Sign) { // 缓冲轨生成
22 int j = 0;
23 while (Q->data[Q->front + 1] != nowOut) {
24 Out_Queue(Q, temp);
25 if (kq[j]->data[kq[j]->rear] < temp)
26 Enter_Queue(kq[j], temp);
27 else // 同G_number
28 Enter_Queue(kq[++j], temp);
29 }
30 }
31 }
32 cout << endl;
33 for (i = 0; i < G_number; i++) // 缓冲轨删除
34 Destroy_Queue(kq[i]);
35 delete [] kq;
36 }
kq用来存放若干个缓冲轨，nowOut是目前需要输出的数字；
先处理主轨，再处理缓冲轨，最后，若均没有对应数字，则需要完成主轨和缓冲轨数字的变换；
当然还需要很多其余队列相关函数：初始化、销毁、进队、出队、判空以及创建队列和G_number求解；
1 #include<iostream>
2 #include<cstdlib>
3
4 using namespace std;
5
6 struct Queue {
7 int * data;
8 int number; // 车箱数
9 int front, rear;
10 };
11 // 初始化
12 void Initialize_Queue(Queue *& Q, int number) {
13 Q = (Queue *)malloc(sizeof(Queue));
14 Q->number = number; // 车厢数固定
15 Q->data = new int[Q->number];
16 Q->data[0] = 0; // 确保后序判断需要
17 Q->front = Q->rear = -1;
18 }
19 // 销毁
20 void Destroy_Queue(Queue *& Q) {
21 delete[] Q->data;
22 free(Q);
23 }
24 // 进队
25 void Enter_Queue(Queue *& Q, int e) {
26 Q->rear++;
27 Q->data[Q->rear] = e;
28 }
29 // 出队
30 void Out_Queue(Queue *& Q, int & e) {
31 Q->front++;
32 e = Q->data[Q->front];
33 }
34 // 判空
35 bool Empty_Queue(Queue * Q) { // 空 = 0 ，非空 = 1
36 return (!(Q->front == Q->rear));
37 }
38 // 创建以及G_number
39 int Create_Queue(Queue *& Q) {
40 int i, e, G_number = 0; // 缓冲轨导数
41 cout << "请输入待重排的车厢序列 ：";
42 Q->rear = Q->number - 1;
43 for (i = Q->number; i > 0; i--) {
44 cin >> e;
45 Q->data[i - 1] = e;
46 if (i < Q->number && Q->data[i - 1] > Q->data[i])
47 G_number++; // 按最大所需轨道数计算
48 } // 可能实际所需轨道数少于此数
49 return G_number; // 但是方便
50 }
51
52 void Rearrangment_Queue(Queue *& Q, int G_number) {
53 int nowOut = 1, i, temp, Sign; // 缓冲轨导数标记 G_number
54 Queue ** kq = new Queue *[G_number]; // 数组指针
55 for (i = 0; i < G_number; i++)
56 Initialize_Queue(kq[i], Q->number); // 缓冲轨导初始化
57 while (nowOut <= Q->number) { // 入轨判断
58 Sign = 0; // 标记符Sign
59 if (Empty_Queue(Q) && Q->data[Q->front + 1] == nowOut) {
60 cout << nowOut << " ";
61 nowOut++;
62 Q->front++;
63 Sign++; // 标记符Sign
64 }
65 for (i = 0; i < G_number; i++) // 缓冲轨判断
66 if (Empty_Queue(kq[i]) && kq[i]->data[kq[i]->front + 1] == nowOut) {
67 cout << nowOut << " "; // 缓冲轨非空(1)情况下进行匹配
68 nowOut++;
69 kq[i]->front++;
70 Sign++; // 标记符Sign
71 }
72 if (!Sign) { // 缓冲轨生成
73 int j = 0;
74 while (Q->data[Q->front + 1] != nowOut) {
75 Out_Queue(Q, temp);
76 if (kq[j]->data[kq[j]->rear] < temp)
77 Enter_Queue(kq[j], temp);
78 else // 同G_number
79 Enter_Queue(kq[++j], temp);
80 }
81 }
82 }
83 cout << endl;
84 for (i = 0; i < G_number; i++) // 缓冲轨删除
85 Destroy_Queue(kq[i]);
86 delete [] kq;
87 }
88
89 int main()
90 {
91 Queue * Q;
92 int G_number, number;
93 cout << "请输入最大车厢数 number ：";
94 cin >> number;
95 Initialize_Queue(Q, number);
96 G_number = Create_Queue(Q);
97 cout << "火车车厢重排后 ：";
98 Rearrangment_Queue(Q, G_number);
99 Destroy_Queue(Q);
100 return 0;
101 }
View Code
对于这样一个问题似乎也可以修改为一个利用队列进行排序的算法，但是对于空间方面的要求着实过大，理论上感觉还是可以的；
2020-05-25
标签：队列,number,Queue,++,kq,重排,front,data,火车车厢 来源： https://www.cnblogs.com/2015-16/p/12961440.html