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队列
一、选择题
1. 在单链队列中，通常使用两个指针front和rear来指示队列的前端和后端。当进行出队操作时，应该修改哪个指针？
A. front
B. rear
C. 两者都修改
D. 不修改任何指针
答案：A
解析：在单链队列中，front指针指向队列的第一个元素（即队头），而rear指针指向队列的最后一个元素的下一个位置。当进行出队操作时，需要移除队头元素，因此应该将front指针向后移动一位。rear指针保持不变，因为它始终指向队列的“尾部”的下一个位置。选项C中的“两者都修改”是不正确的，因为出队操作只影响队头，不影响队尾；选项D也不正确，因为出队操作必须修改front指针以反映队列的变化。
2. 关于循环队列，以下哪一项是正确的？
A. 循环队列是一种顺序存储结构
B. 循环队列的空间利用率低于非循环队列
C. 循环队列解决了“假溢出”问题
D. 循环队列中的元素只能从队尾添加，从队头删除
答案：C
解析：循环队列通过将队列的最后一个位置与第一个位置相连，形成一个环形结构，从而有效地利用了数组的空间，并解决了“假溢出”问题。选项A错误，因为循环队列是一种特殊的顺序存储结构，但它本身并不是顺序存储结构的代名词；选项B错误，实际上循环队列的空间利用率高于非循环队列，因为它允许在数组未满的情况下继续添加元素；选项D错误，虽然循环队列通常从队尾添加元素，但从队头删除元素，但这不是其定义特征，且在某些实现中可能有所不同。
3. 在队列的链式存储结构中，通常需要两个指针front和rear来指示队列的前端和后端。当进行入队操作时，应该修改哪个指针？
A. front
B. rear
C. 两者都修改
D. 不修改任何指针
答案：B
解析：在链式存储结构的队列中，rear指针始终指向队列的最后一个元素，而front指针指向队列的第一个元素。当进行入队操作时，需要在队尾插入一个新节点，因此应该修改rear指针，使其指向新的队尾元素。front指针在这个过程中不需要改变。如果front指针也改变了，那么它将不再指向队列的头部。
4. 以下哪个选项不是队列的基本操作？
A. 入队
B. 出队
C. 遍历
D. 读取队尾元素
答案：D
解析：队列是一种先进先出的数据结构，其基本操作包括入队（在队尾添加元素）、出队（移除并返回队头元素）以及遍历（访问队列中的每个元素）。然而，读取队尾元素并不是队列的基本操作之一。在队列中，通常只能访问队头元素（通过出队操作），而不能直接访问或修改队尾元素。
5. 关于队列的特点，以下哪项描述是正确的？
A. 只允许在队尾进行插入和删除操作
B. 先进先出
C. 后进先出
D. 随机访问
答案：B
解析：队列是一种先进先出的数据结构，这意味着最早进入队列的元素将最先被移除。选项A错误，因为队列只允许在队尾进行插入操作，而在队头进行删除操作；选项C错误，这是栈的特点，而不是队列；选项D错误，因为队列不支持随机访问，只能按照先进先出的顺序访问元素。
6. 在循环队列中，当所有元素都被移除后，队列的状态是：
A. 空
B. 满
C. 半满
D. 溢出
答案：A
解析：在循环队列中，当所有元素都被移除后，队列变为空。这是因为循环队列通过将最后一个位置与第一个位置相连来形成一个环形结构。当没有元素存在于这个环形结构中时，就表示队列为空。选项B错误，因为满是指队列中没有可用空间来添加新元素；选项C错误，半满并不是一个标准状态；选项D错误，溢出通常指的是队列已满但尝试添加更多元素的情况。
7. 在队列的顺序存储结构中，通常需要一个数组和一个整数变量来记录队列的前端和后端位置。这个整数变量通常用于：
A. 记录队列中元素的数量
B. 记录队列的最大容量
C. 指示下一个入队的位置
D. 指示下一个出队的位置
答案：C
解析：在队列的顺序存储结构中，通常使用一个数组来存储队列元素，并使用一个整数变量来记录队列的前端和后端位置。这个整数变量主要用于指示下一个入队的位置，以确保新元素能够正确地添加到队列的末尾。选项A错误，因为记录队列中元素数量的通常是另一个变量；选项B错误，因为队列的最大容量是由数组的大小决定的；选项D错误，因为指示下一个出队位置的是另一个变量（通常是front指针）。
8. 以下哪个选项不是队列的应用场景？
A. 打印机任务排队
B. CPU任务调度
C. 内存管理
D. 广度优先搜索算法
答案：C
解析：队列在许多场景中都有应用，如打印机任务排队、CPU任务调度和广度优先搜索算法等。然而，内存管理通常不直接使用队列来实现。虽然内存管理可能涉及到一些与队列相似的数据结构（如空闲块链表），但这些并不是队列的典型应用场景。
9. 在链式存储结构的队列中，通常需要两个指针front和rear来指示队列的前端和后端。当进行出队操作后，队列为空的条件是：
A. front == NULL && rear == NULL
B. front != NULL && rear == NULL
C. front == NULL && rear != NULL
D. front != NULL && rear != NULL
答案：A
解析：在链式存储结构的队列中，当进行出队操作后，如果front指针和rear指针都指向NULL，则表示队列为空。这是因为在这种情况下，没有元素可以被添加到队列中，也没有元素可以从队列中移除。选项B、C和D都描述了不可能出现的情况或错误的条件。
二、填空题
10. 在队列中，_______总是指向队列的第一个元素。
答案：front
解析：在队列这种数据结构中，`front`指针或索引总是指向队列的第一个元素，也就是即将被处理或移除的元素。这是队列先进先出特性的一个体现，确保了元素按照进入队列的顺序被处理。与之相对的是`rear`指针或索引，它指向队列的最后一个元素，标识了新元素应该被添加的位置。通过这两个指针或索引的配合，队列能够有效地管理其元素的添加和移除操作。
11. 循环队列的主要优点是_______。
答案：解决假溢出问题
解析：循环队列之所以被称为“循环”，是因为它在底层实现上采用了环形缓冲区的方式。当队列的尾部指针达到数组的末尾时，它会“绕回”到数组的起始位置继续存放元素，而不是像非循环队列那样在到达数组边界时就停止添加新元素（即使数组中仍有空闲空间）。这种设计有效地解决了因数组固定大小限制而导致的“假溢出”问题，即队列实际未满但由于指针位置关系而无法继续添加元素的情况。从而提高了队列的空间利用率。
12. 在队列的顺序存储结构中，通常使用一个数组和一个整数变量来记录队列的前端和后端位置。这个整数变量通常用于指示_______的位置。
答案：next entry
解析：在队列的顺序存储结构中，除了使用一个数组来实际存储队列元素外，还需要一个整数变量来辅助管理队列的状态。这个整数变量主要用于指示下一个元素应该被添加或删除的位置。具体来说，它可以标记为“next entry”（下一个入口），意味着该位置是下一个要插入元素的地方或者下一个要删除元素的地方。这样的设计使得队列的操作更加高效和直观。需要注意的是，这里的“next entry”是一个概念性的描述，具体的实现方式可能会根据编程语言和具体需求有所不同。
13. 在单链队列中，通常使用两个指针front和rear来指示队列的前端和后端。当进行入队操作时，应该在操作之后修改_______指针。
答案：rear
解析：在单链队列中，`rear`指针始终指向当前队列的最后一个元素。当进行入队操作时，新元素会被添加到队列的末尾，成为新的最后一个元素。因此，为了保持`rear`指针始终指向队列的尾部，我们需要在每次入队操作之后更新`rear`指针，使其指向新加入的元素。相比之下，`front`指针通常只在出队操作时才会发生变化，用于指向下一个要移除的元素。所以正确答案是在入队操作之后修改`rear`指针。
14. 在双端队列（deque）中，可以_______进行入队和出队操作。
答案：两端
解析：双端队列（deque）是一种特殊的队列结构，它允许在队列的两端都可以进行入队和出队操作。这意味着不仅可以像普通队列那样在一端添加元素并在另一端移除元素，还可以在另一端添加元素并在这一端移除元素。这种灵活性使得双端队列在某些特定场景下比普通队列更为实用和高效。例如，在某些算法中需要频繁地在两端插入或删除元素时，使用双端队列可以简化操作并提高效率。
15. 在链式存储结构的队列中，通常需要两个指针front和rear来指示队列的前端和后端。当进行出队操作后，应该在操作之后修改_______指针。
答案：front
解析：在链式存储结构的队列中，`front`指针始终指向当前队列的第一个元素（也就是即将被移除的元素）。当进行出队操作时，会将`front`指针所指向的元素从队列中移除，并使`front`指针指向下一个元素作为新的队首元素。因此，为了保持`front`指针始终指向当前队列的第一个元素，我们需要在每次出队操作之后更新`front`指针。相比之下，`rear`指针通常只在入队操作时才会发生变化，用于指向新加入的元素。所以正确答案是在出队操作之后修改`front`指针。
16. 在顺序存储结构的队列中，通常使用一个数组和一个整数变量来记录队列的前端和后端位置。这个整数变量通常用于指示_______的位置。
答案：next insert
解析：在顺序存储结构的队列中，除了使用一个数组来实际存储队列元素外，还需要一个整数变量来辅助管理队列的状态。这个整数变量主要用于指示下一个元素应该被插入的位置（即“next insert”位置）。具体来说，它可以告诉我们当前队列中还有哪些空闲位置可以用于存放新的元素。这样的设计使得队列的操作更加高效和直观。需要注意的是，这里的“next insert”位置并不一定是数组中的最后一个位置；如果数组中有空闲空间但尚未被利用完的话，那么“next insert”位置可能会出现在数组中间某个位置。此外随着元素的不断入队和出队操作的发生这个位置也会相应地向前移动直到再次回到数组起始处为止。因此可以说这个整数变量是维护顺序存储结构下队列正常运作的关键所在之一。
17. 在队列中，如果front指针和rear指针相同且都指向NULL则表示队列_______。
答案：空
解析：在基于指针实现的队列中（比如链式队列），通常会使用两个指针`front`和`rear`分别指向队列的头部和尾部元素。当这两个指针都指向NULL时说明当前队列内没有任何元素存在即处于空状态。这种情况下既没有可移除的元素也没有可添加的新元素因此整个队列表现为空。需要注意的是这里提到的是两个条件同时满足的情况：即不仅`front`指针要等于NULL而且`rear`指针也要等于NULL才能确定队列为空；如果只有一个指针为NULL而另一个不为NULL则不能得出队列为空的结论反而可能意味着出现了某些异常情况（比如内存泄漏等问题）。因此正确答案是“空”。
18. 在循环队列中，当所有元素都被移除后执行一次入队操作指针的变化是：初始时rear指向位置0,front指向位置n1;执行一次入队操作后rear=1;若此时再执行一次出队操作则front=_______。
答案：0
解析：在循环队列的场景下考虑初始状态：`rear`指向位置0表示下一个元素将被插入到数组的第一个位置；而`front`指向位置n1表明当前队列的最后一个元素位于数组的最后一个有效位置上（假设数组大小为n）。此时执行一次入队操作后由于`rear`原本就指向位置0因此它不会发生变化仍然保持在位置0处等待下一个入队的新元素的到来；与此同时如果紧接着执行一次出队操作则会将位于`front`所指位置的元素移出并将`front`向前移动一位回到数组的起始位置即位置0处以便让后续的新元素能够顺利入队并占据这个空出来的位置继续维持循环队列的特性直至再次遇到类似的情况发生循环往复下去直到所有可用空间都被充分利用为止。所以正确答案是0。
19. 在顺序存储结构的队列中如果front>rear且rear答案：满
解析：对于采用顺序存储结构的队列而言判断其是否已满的一个重要依据就是比较`front`与`rear`之间的关系以及它们各自相对于最大容量`maxsize`的位置关系具体来说当出现以下两种情况之一时即可认为该队列已满无法再容纳更多新元素加入其中：（1）如果发现`rear+1%maxsize==front`成立则说明经过一轮完整的循环之后`rear`已经回到了与`front`相邻的位置上这表明两者之间只剩下最后一个空闲位置可供新元素使用了一旦再有新元素到来就会覆盖掉已有的数据造成数据丢失；（2）或者直接观察到`rear`的值已经超过了最大容量`maxsize`的范围这种情况显然是不合理的因为任何时候`rear`都不应超出其合法范围之外否则会导致数组越界错误发生因此只有当上述两种极端情况均未出现时我们才能断定该队列尚未达到饱和状态仍有空间可供进一步扩展使用直到满足其中之一为止才认为该队列真正意义上达到了“满”的状态。所以针对本题所描述的情境而言正确答案应该是“满”。
20. 在双端队列（deque）中可以_______进行入队和出队操作。
答案：两端
解析：双端队列（deque）是一种特殊类型的线性数据结构它允许用户在其两端都可以执行高效的插入和删除操作这种灵活性使得它在处理某些特定类型的问题时比其他传统线性表更具优势例如在一些算法设计中可能需要频繁地从两端添加或移除元素时使用双端队列就能够显著简化逻辑并提高运行效率此外还有一些高级应用场景如滑动窗口技术、回溯算法等也经常利用双端队列的独特性质来实现复杂的功能需求总之无论是理论研究还是实际应用双端队列都展现出了强大的生命力和广泛的应用前景成为了现代计算机科学领域不可或缺的重要组成部分之一。

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