Question

此代码将简单队列数据结构作为数组实现

#include <stdio.h>
#define Q_MAX_SIZE 255
#include <stdbool.h>
struct queue
{
    int* pointer;
    int* currentValue;
    int max, count, theQueue[Q_MAX_SIZE];
};

void initQueue(struct queue*);
bool pushQueue(struct queue*, int);
int* popQueue(struct queue*);

int main(void)
{
    int i, j, num = 0;
    struct queue obj[5];

    for(i=0; i<5; i++)
    {
        initQueue(&obj[i]);

        for(j = 0; j<3; j++)
        {
            num++;
            pushQueue(&obj[i], num);
        }
        num = 0;
    }

    for(i=0; i<5; i++)
    {
        printf("Queue[%d]:\n", i);
        int* inputobj;
        inputobj = popQueue(&obj[i]);

        while(inputobj != NULL)
        {
            printf("Queue[No.%d] = %d\n", i, *inputobj);
            inputobj = popQueue(&obj[i]);
        }
        putchar('\n');
    }

    puts("done..!");

    return 0;
}

//@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@

void initQueue(struct queue *Q)
{
    Q->pointer = Q->theQueue;
    Q->max = Q_MAX_SIZE;
    Q->count = 0;
}

bool pushQueue(struct queue *Q, int input)
{
    if(Q->count < Q->max)
    {
        *Q->pointer = input;
        Q->pointer++;
        Q->count++;
        return 1;
    }
    else
        return 0;
}

//@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@

int* popQueue(struct queue *Q)
{
    int i;
    if(Q->count > 0)
    {
        Q->currentValue = Q->theQueue;
        Q->pointer--;
        Q->count--;

        for(i=0; i < Q->count; i++)
        {
            int* currentPtr = Q->theQueue + i;
            int* nextPtr = currentPtr + 1;
            *currentPtr = *nextPtr;
        }
        return Q->currentValue;
    }

    else
        NULL;
}

此行中函数popQueue()中的代码存在问题：

Q->currentValue = Q->theQueue;

是工作把输出不正确

output:
Queue[0]:
Queue[No.0] = 2
Queue[No.0] = 3
Queue[No.0] = 3

Queue[1]:
Queue[No.1] = 2
Queue[No.1] = 3
Queue[No.1] = 3

Queue[2]:
Queue[No.2] = 2
Queue[No.2] = 3
Queue[No.2] = 3

Queue[3]:
Queue[No.3] = 2
Queue[No.3] = 3
Queue[No.3] = 3

Queue[4]:
Queue[No.4] = 2
Queue[No.4] = 3
Queue[No.4] = 3

done..!

但在我更改currentValue结构中的指针（queue）以使其为整数类型并编辑函数popQueue()中的某些行之后，每件事都可以正常工作。

- 这是编辑后的功能：

int* popQueue(struct queue *Q)
{
  int i;
  if(Q->count > 0)
  {
    Q->currentValue = Q->theQueue[0];
    Q->pointer--;
    Q->count--;

    for(i=0; i < Q->count; i++)
    {
      int* currentPtr = Q->theQueue + i;
      int* nextPtr = currentPtr + 1;
      *currentPtr = *nextPtr;
    }
    return &Q->currentValue;
  }

- 这是正确的输出：

Queue[0]:
Queue[No.0] = 1
Queue[No.0] = 2
Queue[No.0] = 3

Queue[1]:
Queue[No.1] = 1
Queue[No.1] = 2
Queue[No.1] = 3

Queue[2]:
Queue[No.2] = 1
Queue[No.2] = 2
Queue[No.2] = 3

Queue[3]:
Queue[No.3] = 1
Queue[No.3] = 2
Queue[No.3] = 3

Queue[4]:
Queue[No.4] = 1
Queue[No.4] = 2
Queue[No.4] = 3

问题是：是什么让第一个代码提供了错误的输出？

Answer 1

在第一种情况下，错误输出的原因是指针Q->currentValue从未改变其值（它所持有的地址）。它始终指向队列中的第一个元素。

说队列包含{1, 2, 3 |,<garbage>}。

这意味着，在第一次弹出后，队列变为：

{2, 3 |, 3, <garbage>}

和currentValue仍保留数组中第一个元素的地址，即2。

第二次弹出后：

{3 |, 3, 3, <garbage>}

和currentValue指向第一个元素，其值为3，

最后一次，数组没有变化（因为Q->count--将Q->count的值更改为0），所以conent是

{| 3, 3, 3, <garbage>} 并且currentValue仍然指向3。

我假设您更改了第二个示例，以使Queue->currentValue成为int。

这样，它会保留原始的第一个元素（弹出）。

这使您的打印在您的测试用例中正常工作。

<强>然而，

如果队列中有0，您的实施将失败。
您的实现会为pop操作（O（n））增加不必要的复杂性。使用head和tail来实现循环队列要好得多。
保留弹出元素的副本以便返回它不会是我的第一选择。我建议实现一个isEmpty()方法，在while循环中检查其结果，当队列不为空时，只需让pop()返回队列前进head并返回前一个元素。

将Queue数据结构作为数组实现的问题

问题是：是什么让第一个代码提供了错误的输出？

1 个答案: