本文实例讲述了C#数据结构之队列(Quene)。分享给大家供大家参考，具体如下：

队列(Quene)的特征就是“先进先出”，队列把所有操作限制在"只能在线性结构的两端"进行，更具体一点：添加元素必须在线性表尾部进行，而删除元素只能在线性表头部进行。

先抽象接口IQuene<T>

namespace 栈与队列 { public interface IQuene<T> { /// <summary> /// 取得队列实际元素的个数 /// </summary> /// <returns></returns> public int Count(); /// <summary> /// 判断队列是否为空 /// </summary> /// <returns></returns> public bool IsEmpty(); /// <summary> /// 清空队列 /// </summary> public void Clear(); /// <summary> /// 入队（即向队列尾部添加一个元素） /// </summary> /// <param name="item"></param> public void Enquene(T item); /// <summary> /// 出队(即从队列头部删除一个元素) /// </summary> /// <returns></returns> public T Dequene(); /// <summary> /// 取得队列头部第一元素 /// </summary> /// <returns></returns> public T Peek(); } }

下面是基于数组实现的示意图：

实现思路：用一个数组存放所有元素，同时设置二个关键变量front与rear用于记录队列“头”与“尾”的元素下标，当有元素入列时rear加1，当有元素出队时front+1，而rear-front即为队列实际元素的总数.

但有一种“队列伪满”的特殊情况要注意，如下图：

这张图上面的部分：假设经过入队、出队一番折腾后，rear已经指向数组的下标最大值，而front指向在中间(即front之间的元素已经出队不用考虑了，相当于front下标前面的内存区域空闲)，如果这时再有一个元素入列，rear+1就超出数组下标的最大值了，但是从图上一眼就能看出，实际上front前面还空着一堆位置可以重复利用，队列并非真正的“满”--这种情况称为伪满，为了解决这个问题，我们可以把数组想象为首尾相接的循环结构，即图中下面部分，这时候可以让rear重新指向到0，以便重复利用空闲的位置。

所以：入列时rear++的操作，应该稍做修正，当rear到数组下标最大值时，让它置0，以便能循环利用 (见后面的代码)

另外还有一个问题：最开始时front与rear都为-1，即front==rear时表示队列为空，改成循环以后，有可能会出现rear在循环过程中碰到front的情况，即真正意义的上"满"状态，这时rear也同样等于front，这样就无法单纯的用rear==front来判断是满，还是空？这时可以浪费一个元素的位置，认为当rear+1==front时，队列就已经满了，虽然牺牲了一个元素的空间，但却换来了逻辑的正确性，还是值得的。

完整实现如下：

using System; using System.Text; namespace 栈与队列 { /// <summary> /// 循环顺序队列 /// </summary> /// <typeparam name="T"></typeparam> public class CSeqQueue<T>:IQueue<T> { private int maxsize; private T[] data; private int front; private int rear; public CSeqQueue(int size) { data = new T[size]; maxsize = size; front = rear = -1; } public int Count() { if (rear > front) { return rear - front; } else { return (rear - front + maxsize) % maxsize; } } public void Clear() { front = rear = -1; } public bool IsEmpty() { return front == rear; } public bool IsFull() { if (front != -1) //如果已经有元素出队过 { return (rear + 1) % maxsize == front;//为了区分与IsEmpty的区别，有元素出队过以后，就只有浪费一个位置来保持逻辑正确性. } else { return rear == maxsize - 1; } } public void Enqueue(T item) { if (IsFull()) { Console.WriteLine("Queue is full"); return; } if (rear == maxsize - 1) //如果rear到头了，则循环重来（即解决伪满问题） { rear = 0; } else { rear++; } data[rear] = item; } public T Dequeue() { if (IsEmpty()) { Console.WriteLine("Queue is empty"); return default(T); } if (front == maxsize - 1) //如果front到头了，则重新置0 { front = 0; } else { front++; } return data[front]; } public T Peek() { if (IsEmpty()) { Console.WriteLine("Queue is empty!"); return default(T); } return data[(front + 1) % maxsize]; } public override string ToString() { if (IsEmpty()) { return "queue is empty."; } StringBuilder sb = new StringBuilder(); if (rear > front) { for (int i = front + 1; i <= rear; i++) { sb.Append(this.data[i].ToString() + ","); } } else { for (int i = front + 1; i < maxsize; i++) { sb.Append(this.data[i].ToString() + ","); } for (int i = 0; i <= rear; i++) { sb.Append(this.data[i].ToString() + ","); } } return "front = " + this.front + " t rear = " + this.rear + "t count = " + this.Count() + "t data = " + sb.ToString().Trim(','); } } }

测试代码片段：

CSeqQueue<int> queue = new CSeqQueue<int>(5); queue.Enqueue(1); queue.Enqueue(2); queue.Enqueue(3); queue.Enqueue(4); Console.WriteLine(queue);//front = -1 rear = 3 count = 4 data = 1,2,3,4 queue.Dequeue(); Console.WriteLine(queue);//front = 0 rear = 3 count = 3 data = 2,3,4 queue.Dequeue(); Console.WriteLine(queue);//front = 1 rear = 3 count = 2 data = 3,4 queue.Enqueue(5); Console.WriteLine(queue);//front = 1 rear = 4 count = 3 data = 3,4,5 queue.Enqueue(6); Console.WriteLine(queue);//front = 1 rear = 0 count = 4 data = 3,4,5,6 queue.Enqueue(7); //Queue is full Console.WriteLine(queue);//front = 1 rear = 0 count = 4 data = 3,4,5,6 queue.Dequeue(); queue.Enqueue(7); Console.WriteLine(queue);//front = 2 rear = 1 count = 4 data = 4,5,6,7 queue.Clear(); Console.WriteLine(queue);//queue is empty. queue.Enqueue(1); queue.Enqueue(2); queue.Enqueue(3); queue.Enqueue(4); Console.WriteLine(queue);//front = -1 rear = 3 count = 4 data = 1,2,3,4 queue.Enqueue(5); Console.WriteLine(queue);//front = -1 rear = 4 count = 5 data = 1,2,3,4,5 queue.Enqueue(6); //Queue is full Console.WriteLine(queue);//front = -1 rear = 4 count = 5 data = 1,2,3,4,5 queue.Dequeue(); queue.Dequeue(); queue.Dequeue(); queue.Dequeue(); Console.WriteLine(queue);//front = 3 rear = 4 count = 1 data = 5 queue.Dequeue(); Console.WriteLine(queue);//queue is empty. queue.Enqueue(0); queue.Enqueue(1); queue.Enqueue(2); queue.Enqueue(3); queue.Enqueue(4); //Queue is full Console.WriteLine(queue);//front = 4 rear = 3 count = 4 data = 0,1,2,3 Console.WriteLine(queue.Peek());//0 queue.Dequeue(); Console.WriteLine(queue);//front = 0 rear = 3 count = 3 data = 1,2,3 queue.Dequeue(); Console.WriteLine(queue);//front = 1 rear = 3 count = 2 data = 2,3 queue.Dequeue(); Console.WriteLine(queue);//front = 2 rear = 3 count = 1 data = 3 queue.Dequeue(); Console.WriteLine(queue);//queue is empty. queue.Enqueue(9); Console.WriteLine(queue);//front = 3 rear = 4 count = 1 data = 9 Console.ReadLine();

当然，队列也可以用链表来实现，相对要容易很多。

先定义链表中的节点Node.cs

namespace 栈与队列 { public class Node<T> { private T data; private Node<T> next; public Node(T data, Node<T> next) { this.data = data; this.next = next; } public Node(Node<T> next) { this.next = next; this.data = default(T); } public Node(T data) { this.data = data; this.next = null; } public Node() { this.data = default(T); this.next = null; } public T Data { get { return this.data; } set { this.data = value; } } public Node<T> Next { get { return next; } set { next = value; } } } }

为了方便，定义了很多构造函数的重载版本，当然这些只是浮云，重点是理解结构：data用来保存数据，next指出下一个节点是谁

链式队列的完整实现LinkQueue.cs

using System; using System.Text; namespace 栈与队列 { public class LinkQueue:IQueue { private Node front;//队列头 private Node rear;//队列尾 private int num;//队列元素个数 /// /// 构造器 /// public LinkQueue() { //初始时front,rear置为null，num置0 front = rear = null; num = 0; } public int Count() { return this.num; } public void Clear() { front = rear = null; num = 0; } public bool IsEmpty() { return (front == rear && num == 0); } //入队 public void Enqueue(T item) { Node q = new Node(item); if (rear == null)//第一个元素入列时 { front = rear = q; } else { //把新元素挂到链尾 rear.Next = q; //修正rear指向为最后一个元素 rear = q; } //元素总数+1 num++; } //出队 public T Dequeue() { if (IsEmpty()) { Console.WriteLine("Queue is empty!"); return default(T); } //取链首元素 Node p = front; //链头指向后移一位 front = front.Next; //如果此时链表为空，则同步修正rear if (front == null) { rear = null; } num--;//个数-1 return p.Data; } public T Peek() { if (IsEmpty()) { Console.WriteLine("Queue is empty!"); return default(T); } return front.Data; } public override string ToString() { if (IsEmpty()) { Console.WriteLine("Queue is empty!"); } StringBuilder sb = new StringBuilder(); Node node = front; sb.Append(node.Data.ToString()); while (node.Next!=null) { sb.Append("," + node.Next.Data.ToString()); node = node.Next; } return sb.ToString().Trim(','); } } }

希望本文所述对大家C#程序设计有所帮助。