Cấu Trúc Dữ Liệu Và Giải Thuật Chapter 4.2 Queue Trong Lập Trình

Cấu Trúc Dữ Liệu Và Giải Thuật Chapter 4.2 Queue Trong Lập Trình Tài Liệu Bao Gồm 6 Chapter Mong các bạn theo dõi đầy đủ để đạt kết quả cao . Để Cập Nhật Thêm Tìm Hiểu Hơn Nữa Về Tài Liệu IT Thì Các Bạn Có Thể Truy Cập : https:123doc.orgtrangcanhan4336953tailieuit.htm CẢM ƠN CÁC BẠN ĐÃ THEO DÕI

Phần 2: Hàng đợi (Queue) Hàng đợi ( Queue) Theo chế FIFO (First In First Out)  Các đối tượng thêm vào hàng đợi lúc  Chỉ có đối tượng thêm vào phép lấy khỏi hàng đợi Giới thiệu Vào, liệu: Giới thiệu Ứng dụng hàng đợi:  Khử đệ qui  Lưu vết trình tìm kiếm theo chiều rộng quay lui, vét cạn  Quản lý phân phối tiến trình hệ điều hành, tổ chức đệm bàn phím, … Biếu diễn Queue Mảng chiều Danh sách liên kết Cấp phát động! Kích thước stack thiếu, lúc thừa Push/Pop dễ dàng Push / Pop phức tạp Biểu diễn Queue dùng mảng Biểu diễn Queue mảng:  Mảng chiều Ary lưu phần tử liệu  Hằng số N cho biết kích thước (số phần tử tối đa) hàng đợi  Hai biến nguyên front, rear cho biết số đầu cuối hàng đợi Biểu diễn Queue mảng typedef struct item { int data; }; typedef struct queue { int front, rear; item A[N]; }; Cấu trúc phần tử liệu Cấu trúc hàng đợi Biểu diễn Queue mảng Các thao tác Queue  Khởi tạo Queue: Init (q)  Kiểm tra Queue rỗng: IsEmpty (q)  Kiểm tra Queue đầy: IsFull (q)  Thêm phần tử vào Queue: Add(q, x)  Lấy phần tử khỏi Queue: Remove (q) 179/44 Biểu diễn Queue dùng mảng  Khởi tạo Queue:  Lệnh khởi tạo front = rear = tạo queue rỗng  Đảm bảo thao tác queue thực đắn Thuật toán: +Vào: Queue cần khởi tạo + Ra: Queue sau khởi tao B1) Gán front = 0; rear = -1 BKT) Kết thúc; Cài đặt: void Init(queue &q) { q.front = 0; rear = -1; } Biểu diễn Queue dùng mảng  Kiểm tra Queue rỗng:  Được gọi đến trước thực thao tác lấy phần tử khỏi queue  Queue rống front = front > rear Thuật toán: +Vào: Queue cần kiểm tra + Ra: giá trị B1) if front = or front > rear then return 1; else return 0; BKT) Kết thúc; Cài đặt: int IsEmpty(Queue q) { if (q.front > q.rear) return 1; return 0; } 10 Biểu diễn Queue dùng mảng Lấy phần tử khỏi hàng đợi Cài đặt: item Remove (queue &q) { item x; if (!Empty(q)) { item x = q.A[q.front]; q.front++; return x; } } 15 Biểu diễn Queue dùng mảng Nhận xét:  Ưu điểm: • Các thao tác queue làm việc với chi phí O(1) • Việc cài đặt queue thông qua mảng chiều đơn giản hiệu  Hạn chế: • Giới hạn kích thước queue N • Giá trị N nhỏ so với nhu cầu thực tế lớn làm lãng phí nhớ Khắc phục: Sử dụng DSLK đơn để biểu diễn queue 16 Biểu diễn Queue DSLK Có thể tạo hàng đợi sử dụng DSLK đơn Phần tử đầu DSKL (pHead) phần tử đầu hàng đợi, phần tử cuối DSKL (pTail) phần tử cuối hàng đợi Đầu hàng Cuối hàng a0 a1 a2 17 aN-2 an-1 Biểu diễn Queue DSLK typedef struct node { int data; node *Next; }; typedef struct queue { node *front, *rear; }; 18 Biểu diễn Queue DSLK Các thao tác Queue  Khởi tạo queue: Init (q)  Kiểm tra queue rỗng: IsEmpty (q)  Tạo nút chứa liệu x: CreateNode(x)  Thêm phần tử vào queue: Add(q, x)  Lấy phần tử khỏi queue: Remove (q) 19 179/44 Biểu diễn Queue dùng mảng  Khởi tạo Queue:  Lệnh khởi tạo front = rear = NULL tạo queue rỗng Thuật toán: +Vào: Queue cần khởi tạo + Ra: Queue sau khởi tao B1) Gán front = rear = NULL BKT) Kết thúc; 20 Cài đặt: void Init(queue &q) { q.front = q.rear = NULL; } Biểu diễn Queue dùng mảng  Kiểm tra Queue rỗng:  Queue rỗng front = NULL Thuật toán: +Vào: Queue cần kiểm tra + Ra: giá trị B1) if front = NULL then return 1; else return 0; BKT) Kết thúc; 21 Cài đặt: int IsEmpty(Queue q) { if (q.front == NULL) return 1; return 0; } Biểu diễn Stack dùng DSLK Tạo nút: Node* CreateNode (int x) { Node *p; p = (Node*) malloc (sizeof(Node)); if (p==NULL) { printf (“Khong du bo nho!”); return NULL; } p->data=x; p->next=NULL; return p; } 22 Biểu diễn Stack dùng mảng Thêm phần tử vào queue  Việc thêm phần tử thực cuối hàng đợi Thuật toán  Vào: Queue q, phần tử liệu x  Ra: q với phần tử liệu x cuối hàng đợi B1) NewNode  Tạo nút chứa liệu x; B2) Nếu tạo nút thành cơng - Kiểm tra front = NULL front = rear = NewNode 23 Biểu diễn Stack dùng mảng B3) Ngược lại, chèn vào cuối danh sách: + q.rear->Next = NewNode; + q.rear = NewNode; BKT) Kết thúc; 24 Biểu diễn Queue DSLK Thêm phần tử vào queue Cài đặt: void Add (queue &q, node *NewNode){ if(q.front == NULL){ q.front = NewNode; q.rear = NewNode; } else{ q.rear->Next = NewNode; q.rear = NewNode; } 25 } Biểu diễn Queue dùng mảng Lấy phần tử khỏi queue Thuật toán  Vào: Queue q;  Ra: Phần tử đầu hàng đợi p B1) Kiểm tra queue rỗng thực BKT; Ngược lại, thực B2; B2) Lấy phần tử khỏi hàng đợi 2.1) p  giá trị phần tử đầu hàng đợi (front); 2.2) Điều chỉnh front = front->Next; BKT) Kết thúc; 26 Biểu diễn Queue DSLK Lấy phần tử khỏi queue Cài đặt: Node* Remove(queue &q){ if (!Empty(q)) { node *p = q.front; q.front = p->Next; return p } } 27 Biểu diễn Queue DSLK Nhận xét:  Các thao tác hàng đợi biểu diễn danh sách liên kết làm việc với chi phí O(1)  Nếu khơng quản lý phần tử cuối xâu, thao tác Remove có độ phức tạp O(n) 28 Sử dụng Queue Hàng đợi sử dụng số toán:  Bài toán „sản xuất tiêu thụ‟ (ứng dụng hệ điều hành song song)  Bộ đệm (ví dụ: Nhấn phím  Bộ đệm  CPU xử lý)  Xử lý lệnh máy tính (ứng dụng HĐH, trình biên dịch), hàng đợi tiến trình chờ xử lý, … 29 ... Biểu diễn Queue mảng typedef struct item { int data; }; typedef struct queue { int front, rear; item A[N]; }; Cấu trúc phần tử liệu Cấu trúc hàng đợi Biểu diễn Queue mảng Các thao tác Queue  Khởi... mảng Thêm phần tử vào queue  Việc thêm phần tử thực cuối hàng đợi Thuật toán  Vào: Queue q, phần tử liệu x  Ra: q với phần tử liệu x cuối hàng đợi B1) NewNode  Tạo nút chứa liệu x; B2) Nếu... diễn Queue dùng mảng  Khởi tạo Queue:  Lệnh khởi tạo front = rear = tạo queue rỗng  Đảm bảo thao tác queue thực đắn Thuật toán: +Vào: Queue cần khởi tạo + Ra: Queue sau khởi tao B1) Gán front