У овом упутству ћете научити шта је ред. Такође ћете наћи имплементацију реда у Ц, Ц ++, Јава и Питхон.
Ред је корисна структура података у програмирању. Слично је реду чекања за улазнице испред биоскопске сале, где је прва особа која улази у ред прва особа која је добила карту.
Ред се придржава правила Фирст Ин Фирст Оут (ФИФО) - ставка која уђе прва је ставка која излази прва.
ФИФО представљање реда
На горњој слици, с обзиром да је 1 задржан у реду пре 2, први је уклоњен и из реда. Следи ФИФО правило.
У програмском смислу, стављање ставки у ред назива се енкуеуе , а уклањање предмета из реда декуеуе .
Ред можемо применити на било који програмски језик као што су Ц, Ц ++, Јава, Питхон или Ц #, али спецификација је приближно иста.
Основне операције реда
Ред је објект (апстрактна структура података - АДТ) који омогућава следеће операције:
- Енкуеуе : Додајте елемент на крај реда
- Декуеуе : Уклоните елемент са предње стране реда
- ИсЕмпти : Проверите да ли је ред празан
- ИсФулл : Проверите да ли је ред пун
- Завири : Добијте вредност предњег дела реда без уклањања
Рад реда
Операције у реду раде на следећи начин:
- два показивача ПРЕДЊИ и ЗАДЊИ
- ФРОНТ прати први елемент реда
- РЕАР прати последњи елемент реда
- у почетку подесите вредност ФРОНТ и РЕАР на -1
Енкуеуе Оператион
- проверите да ли је ред пун
- за први елемент подесите вредност ФРОНТ на 0
- повећати РЕАР индекс за 1
- додајте нови елемент у положај на који указује РЕАР
Декуеуе Оператион
- проверите да ли је ред празан
- врати вредност на коју је указао ФРОНТ
- повећати индекс ФРОНТ за 1
- за последњи елемент ресетујте вредности ФРОНТ и РЕАР на -1
Енкуеуе и Декуеуе Операције
Имплементације у реду у Питхон, Јава, Ц и Ц ++
Обично користимо низове за примену редова у Јава и Ц / ++. У случају Питхона, користимо листе.
Питхон Јава Ц Ц ++ # Queue implementation in Python class Queue: def __init__(self): self.queue = () # Add an element def enqueue(self, item): self.queue.append(item) # Remove an element def dequeue(self): if len(self.queue) < 1: return None return self.queue.pop(0) # Display the queue def display(self): print(self.queue) def size(self): return len(self.queue) q = Queue() q.enqueue(1) q.enqueue(2) q.enqueue(3) q.enqueue(4) q.enqueue(5) q.display() q.dequeue() print("After removing an element") q.display()
// Queue implementation in Java public class Queue ( int SIZE = 5; int items() = new int(SIZE); int front, rear; Queue() ( front = -1; rear = -1; ) boolean isFull() ( if (front == 0 && rear == SIZE - 1) ( return true; ) return false; ) boolean isEmpty() ( if (front == -1) return true; else return false; ) void enQueue(int element) ( if (isFull()) ( System.out.println("Queue is full"); ) else ( if (front == -1) front = 0; rear++; items(rear) = element; System.out.println("Inserted " + element); ) ) int deQueue() ( int element; if (isEmpty()) ( System.out.println("Queue is empty"); return (-1); ) else ( element = items(front); if (front>= rear) ( front = -1; rear = -1; ) /* Q has only one element, so we reset the queue after deleting it. */ else ( front++; ) System.out.println("Deleted -> " + element); return (element); ) ) void display() ( /* Function to display elements of Queue */ int i; if (isEmpty()) ( System.out.println("Empty Queue"); ) else ( System.out.println("Front index-> " + front); System.out.println("Items -> "); for (i = front; i " + rear); ) ) public static void main(String() args) ( Queue q = new Queue(); // deQueue is not possible on empty queue q.deQueue(); // enQueue 5 elements q.enQueue(1); q.enQueue(2); q.enQueue(3); q.enQueue(4); q.enQueue(5); // 6th element can't be added to because the queue is full q.enQueue(6); q.display(); // deQueue removes element entered first i.e. 1 q.deQueue(); // Now we have just 4 elements q.display(); ) )
// Queue implementation in C #include #define SIZE 5 void enQueue(int); void deQueue(); void display(); int items(SIZE), front = -1, rear = -1; int main() ( //deQueue is not possible on empty queue deQueue(); //enQueue 5 elements enQueue(1); enQueue(2); enQueue(3); enQueue(4); enQueue(5); // 6th element can't be added to because the queue is full enQueue(6); display(); //deQueue removes element entered first i.e. 1 deQueue(); //Now we have just 4 elements display(); return 0; ) void enQueue(int value) ( if (rear == SIZE - 1) printf("Queue is Full!!"); else ( if (front == -1) front = 0; rear++; items(rear) = value; printf("Inserted -> %d", value); ) ) void deQueue() ( if (front == -1) printf("Queue is Empty!!"); else ( printf("Deleted : %d", items(front)); front++; if (front> rear) front = rear = -1; ) ) // Function to print the queue void display() ( if (rear == -1) printf("Queue is Empty!!!"); else ( int i; printf("Queue elements are:"); for (i = front; i <= rear; i++) printf("%d ", items(i)); ) printf(""); )
// Queue implementation in C++ #include #define SIZE 5 using namespace std; class Queue ( private: int items(SIZE), front, rear; public: Queue() ( front = -1; rear = -1; ) bool isFull() ( if (front == 0 && rear == SIZE - 1) ( return true; ) return false; ) bool isEmpty() ( if (front == -1) return true; else return false; ) void enQueue(int element) ( if (isFull()) ( cout << "Queue is full"; ) else ( if (front == -1) front = 0; rear++; items(rear) = element; cout << endl << "Inserted " << element << endl; ) ) int deQueue() ( int element; if (isEmpty()) ( cout << "Queue is empty" <= rear) ( front = -1; rear = -1; ) /* Q has only one element, so we reset the queue after deleting it. */ else ( front++; ) cout << endl < " << element << endl; return (element); ) ) void display() ( /* Function to display elements of Queue */ int i; if (isEmpty()) ( cout << endl << "Empty Queue" << endl; ) else ( cout << endl < " << front; cout << endl < "; for (i = front; i <= rear; i++) cout << items(i) << " "; cout << endl < " << rear << endl; ) ) ); int main() ( Queue q; //deQueue is not possible on empty queue q.deQueue(); //enQueue 5 elements q.enQueue(1); q.enQueue(2); q.enQueue(3); q.enQueue(4); q.enQueue(5); // 6th element can't be added to because the queue is full q.enQueue(6); q.display(); //deQueue removes element entered first i.e. 1 q.deQueue(); //Now we have just 4 elements q.display(); return 0; )
Ограничења реда
Као што можете видети на доњој слици, након мало чекања и уклањања редова, величина реда је смањена.
Ограничење реда
А индексе 0 и 1 можемо додати само када се ред ресетује (када су сви елементи избачени из реда).
Када РЕАР достигне последњи индекс, ако можемо да сместимо додатне елементе у празна места (0 и 1), можемо искористити празне просторе. Ово је имплементирано модификованим редом који се назива кружни ред.
Анализа сложености
Сложеност операција енкуеуе и декуеуе у реду који користе низ је O(1).
Примене у реду
- Заказивање ЦПУ-а, заказивање диска
- Када се подаци преносе асинхроно између два процеса. Ред се користи за синхронизацију. На пример: ИО одбојници, цеви, ИО датотеке итд
- Руковање прекидима у системима у реалном времену.
- Телефонски системи Цалл центра користе редове за задржавање људи који их позивају редом.
Препоручена читања
- Врсте реда
- Кружни ред
- Декуе структура података
- Редослед приоритета
