परिपत्र कतार डेटा संरचना

विषय - सूची

सर्कुलर कतार कैसे काम करती है
परिपत्र कतार संचालन
पायथन, जावा, सी और सी ++ में परिपत्र कतार कार्यान्वयन
परिपत्र कतार जटिलता विश्लेषण
परिपत्र कतार के अनुप्रयोग

इस ट्यूटोरियल में, आप सीखेंगे कि एक गोलाकार कतार क्या है। इसके अलावा, आप C, C ++, Java और पायथन में परिपत्र कतार का कार्यान्वयन पाएंगे।

सर्कुलर कतार एरे का उपयोग करके नियमित कतार कार्यान्वयन में अंतरिक्ष के अपव्यय से बचा जाता है।

नियमित कतार की सीमा

जैसा कि आप ऊपर की छवि में देख सकते हैं, थोड़ा enqueuing और dequeuing के बाद, कतार का आकार कम हो गया है।

इंडेक्स 0 और 1 का उपयोग केवल कतार के रीसेट होने के बाद किया जा सकता है जब सभी तत्वों को हटा दिया गया हो।

सर्कुलर कतार कैसे काम करती है

सर्कुलर क्यू सर्कुलर इंक्रीमेंट की प्रक्रिया द्वारा काम करता है यानी जब हम पॉइंटर को बढ़ाने की कोशिश करते हैं और हम कतार के अंत तक पहुँचते हैं, हम कतार की शुरुआत से शुरू करते हैं।

यहां, कतार के आकार के साथ मोड्यूलो डिवीजन द्वारा परिपत्र वृद्धि की जाती है। अर्थात्,

 अगर REAR + 1 == 5 (अतिप्रवाह!), REAR = (REAR + 1)% 5 = 0 (कतार की शुरुआत)

परिपत्र कतार प्रतिनिधित्व

परिपत्र कतार संचालन

परिपत्र कतार काम निम्नानुसार है:

दो बिंदु सामने और REAR
पंक्ति के पहले तत्व को ट्रैक करें
REAR कतार के अंतिम तत्वों को ट्रैक करता है
शुरू में, FRONT और REAR का मान -1 पर सेट करें

1. एनक्यू ऑपरेशन

जाँच करें कि कतार भरी हुई है या नहीं
पहले तत्व के लिए, FRONT का मान 0 पर सेट करें
आरईएआर इंडेक्स को 1 से बढ़ाएं (यानी यदि पीछे छोर तक पहुंचता है, तो अगला कतार के शुरू में होगा)
REAR द्वारा इंगित स्थिति में नया तत्व जोड़ें

2. Dequeue ऑपरेशन

जाँच करें कि कतार खाली है या नहीं
FRONT द्वारा इंगित मूल्य लौटाएं
1 से एफआरटीईएन सूचकांक को परिपत्र रूप से बढ़ाएं
अंतिम तत्व के लिए, FRONT और REAR के मानों को -1 पर रीसेट करें

हालाँकि, पूर्ण कतार की जाँच के लिए एक नया अतिरिक्त मामला है:

केस 1: सामने = 0 और& REAR == SIZE - 1
केस 2: FRONT = REAR + 1

दूसरा मामला तब होता है जब आरएईआर 0 से परिपत्र वृद्धि के कारण शुरू होता है और जब इसका मूल्य FRONT से सिर्फ 1 कम होता है, तो कतार पूर्ण होती है।

Enque और Deque ऑपरेशंस

पायथन, जावा, सी और सी ++ में परिपत्र कतार कार्यान्वयन

सबसे आम कतार कार्यान्वयन सरणियों का उपयोग कर रहा है, लेकिन इसे सूचियों का उपयोग करके भी लागू किया जा सकता है।

पायथन जावा सी सी +

 # Circular Queue implementation in Python class MyCircularQueue(): def __init__(self, k): self.k = k self.queue = (None) * k self.head = self.tail = -1 # Insert an element into the circular queue def enqueue(self, data): if ((self.tail + 1) % self.k == self.head): print("The circular queue is full") elif (self.head == -1): self.head = 0 self.tail = 0 self.queue(self.tail) = data else: self.tail = (self.tail + 1) % self.k self.queue(self.tail) = data # Delete an element from the circular queue def dequeue(self): if (self.head == -1): print("The circular queue is empty") elif (self.head == self.tail): temp = self.queue(self.head) self.head = -1 self.tail = -1 return temp else: temp = self.queue(self.head) self.head = (self.head + 1) % self.k return temp def printCQueue(self): if(self.head == -1): print("No element in the circular queue") elif (self.tail>= self.head): for i in range(self.head, self.tail + 1): print(self.queue(i), end=" ") print() else: for i in range(self.head, self.k): print(self.queue(i), end=" ") for i in range(0, self.tail + 1): print(self.queue(i), end=" ") print() # Your MyCircularQueue object will be instantiated and called as such: obj = MyCircularQueue(5) obj.enqueue(1) obj.enqueue(2) obj.enqueue(3) obj.enqueue(4) obj.enqueue(5) print("Initial queue") obj.printCQueue() obj.dequeue() print("After removing an element from the queue") obj.printCQueue()

 // Circular Queue implementation in Java public class CQueue ( int SIZE = 5; // Size of Circular Queue int front, rear; int items() = new int(SIZE); CQueue() ( front = -1; rear = -1; ) // Check if the queue is full boolean isFull() ( if (front == 0 && rear == SIZE - 1) ( return true; ) if (front == rear + 1) ( return true; ) return false; ) // Check if the queue is empty boolean isEmpty() ( if (front == -1) return true; else return false; ) // Adding an element void enQueue(int element) ( if (isFull()) ( System.out.println("Queue is full"); ) else ( if (front == -1) front = 0; rear = (rear + 1) % SIZE; items(rear) = element; System.out.println("Inserted " + element); ) ) // Removing an 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 = (front + 1) % SIZE; ) return (element); ) ) void display() ( /* Function to display status of Circular Queue */ int i; if (isEmpty()) ( System.out.println("Empty Queue"); ) else ( System.out.println("Front -> " + front); System.out.println("Items -> "); for (i = front; i != rear; i = (i + 1) % SIZE) System.out.print(items(i) + " "); System.out.println(items(i)); System.out.println("Rear -> " + rear); ) ) public static void main(String() args) ( CQueue q = new CQueue(); // Fails because front = -1 q.deQueue(); q.enQueue(1); q.enQueue(2); q.enQueue(3); q.enQueue(4); q.enQueue(5); // Fails to enqueue because front == 0 && rear == SIZE - 1 q.enQueue(6); q.display(); int elem = q.deQueue(); if (elem != -1) ( System.out.println("Deleted Element is " + elem); ) q.display(); q.enQueue(7); q.display(); // Fails to enqueue because front == rear + 1 q.enQueue(8); ) )

 // Circular Queue implementation in C #include #define SIZE 5 int items(SIZE); int front = -1, rear = -1; // Check if the queue is full int isFull() ( if ((front == rear + 1) || (front == 0 && rear == SIZE - 1)) return 1; return 0; ) // Check if the queue is empty int isEmpty() ( if (front == -1) return 1; return 0; ) // Adding an element void enQueue(int element) ( if (isFull()) printf(" Queue is full!! "); else ( if (front == -1) front = 0; rear = (rear + 1) % SIZE; items(rear) = element; printf(" Inserted -> %d", element); ) ) // Removing an element int deQueue() ( int element; if (isEmpty()) ( printf(" 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 dequeing it. ? else ( front = (front + 1) % SIZE; ) printf(" Deleted element -> %d ", element); return (element); ) ) // Display the queue void display() ( int i; if (isEmpty()) printf(" Empty Queue"); else ( printf(" Front -> %d ", front); printf(" Items -> "); for (i = front; i != rear; i = (i + 1) % SIZE) ( printf("%d ", items(i)); ) printf("%d ", items(i)); printf(" Rear -> %d ", rear); ) ) int main() ( // Fails because front = -1 deQueue(); enQueue(1); enQueue(2); enQueue(3); enQueue(4); enQueue(5); // Fails to enqueue because front == 0 && rear == SIZE - 1 enQueue(6); display(); deQueue(); display(); enQueue(7); display(); // Fails to enqueue because front == rear + 1 enQueue(8); return 0; )

 // Circular Queue implementation in C++ #include #define SIZE 5 /* Size of Circular Queue */ using namespace std; class Queue ( private: int items(SIZE), front, rear; public: Queue() ( front = -1; rear = -1; ) // Check if the queue is full bool isFull() ( if (front == 0 && rear == SIZE - 1) ( return true; ) if (front == rear + 1) ( return true; ) return false; ) // Check if the queue is empty bool isEmpty() ( if (front == -1) return true; else return false; ) // Adding an element void enQueue(int element) ( if (isFull()) ( cout << "Queue is full"; ) else ( if (front == -1) front = 0; rear = (rear + 1) % SIZE; items(rear) = element; cout << endl << "Inserted " << element << endl; ) ) // Removing an element int deQueue() ( int element; if (isEmpty()) ( cout << "Queue is empty" << endl; 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 = (front + 1) % SIZE; ) return (element); ) ) void display() ( // Function to display status of Circular Queue int i; if (isEmpty()) ( cout << endl << "Empty Queue" << endl; ) else ( cout < " << front; cout << endl < "; for (i = front; i != rear; i = (i + 1) % SIZE) cout << items(i); cout << items(i); cout << endl < " << rear; ) ) ); int main() ( Queue q; // Fails because front = -1 q.deQueue(); q.enQueue(1); q.enQueue(2); q.enQueue(3); q.enQueue(4); q.enQueue(5); // Fails to enqueue because front == 0 && rear == SIZE - 1 q.enQueue(6); q.display(); int elem = q.deQueue(); if (elem != -1) cout << endl << "Deleted Element is " << elem; q.display(); q.enQueue(7); q.display(); // Fails to enqueue because front == rear + 1 q.enQueue(8); return 0; )