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キューによる配列の操作

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以下の main 関数が動作するように、string 型のデータを格納する Queue クラスのプログラムを作成する問題です。但し、環状配列を動的に拡張する実装を想定しているため、Queueクラスに関して、以下のデータメンバとメンバ関数を持つことを 条件としています。
class Queue{       
string *data;      //データが格納されているメモリへのポインタ       
int num;     //有効なデータの数。配列要素の数。       
int head;     //リングバッファの配列上の開始位置。キューの先頭データの位置を表す。           int memorysize;     //dataの指す配列の大きさ。 
public :       
Queue(int);      //引数で指定された大きさの配列を動的に確保し、必要な初期値を設定する。           ~Queue();      //デストラクタ。dataが指しているメモリをすべて開放する。       
bool empty();      //有効なデータ数が 0のときtrueを返し、それ以外で false を返す           void push_back(string);     //引数のデータをキューの末尾に追加。有効なデータ数と配列の大きさが等しい状態で、データを追加する際には、配列の大きさを倍にする。       
string front();      //キューの先頭データの値を返す       
void pop_front();     //キューの先頭データを削除する       
int size();     //配列の大きさではなく、有効なデータ数を返す。       
void print();      //有効なデータ数、先頭データの位置、0から 
memorysize-1 番目の配列dataの値を出力       
//その他、必要なメンバ関数・フレンド関数の宣言など 
};

int main(){     
Queue queue(5);     
string tmp; 

queue.push_back("1");  //①     
queue.print();     
queue.push_back("2");  //②     
queue.print();     
queue.push_back("3");  //③     
queue.print(); 

queue.pop_front(); //④     
queue.print();     
tmp=queue.front();     
cout << "The first element of the queue is " << tmp << ".¥n";     
queue.pop_front(); //⑤     
queue.print();     
queue.pop_front(); //⑥     
queue.print(); 

queue.push_back("1");  //⑦     
queue.print();     
queue.push_back("2");  //⑧          
queue.print();     
queue.push_back("3");  //⑨     
queue.print();     
queue.push_back("4");  //⑩     
queue.print();     
queue.push_back("5");  //⑪     
queue.print(); 

queue.push_back("6");  //⑫     
queue.print();     
return 0; 


実行結果は以下の通りです。
num:1, head:0, data:1 0 0 0 0 
num:2, head:0, data:1 2 0 0 0 
num:3, head:0, data:1 2 3 0 0 
num:2, head:1, data:1 2 3 0 0 
The first element of the queue is 2. 
num:1, head:2, data:1 2 3 0 0  
num:0, head:3, data:1 2 3 0 0 
num:1, head:3, data:1 2 3 1 0 
num:2, head:3, data:1 2 3 1 2 
num:3, head:3, data:3 2 3 1 2 
num:4, head:3, data:3 4 3 1 2 
num:5, head:3, data:3 4 5 1 2 
num:6, head:0, data:1 2 3 4 5 6 0 0 0 0 
All the elements (10) are released.


 以下自分で作成したコードです。

include <iostream>

include <cstdlib>

include <string>

using namespace std;
class Queue{       
string *data;      //データが格納されているメモリへのポインタ       
int num;      //有効なデータの数。配列要素の数。       
int head;     //リングバッファの配列上の開始位置。キューの先頭データの位置を表す。       
int memorysize;     //dataの指す配列の大きさ。 
public :       
Queue(int);//引数で指定された大きさの配列を動的に確保し、必要な初期値を設定する。          
~Queue(){ //デストラクタ。dataが指しているメモリをすべて開放する。   
delete[] data;
};           
bool empty();  //有効なデータ数が 0のときtrueを返し、それ以外で false を返す       
void push_back(string);     //引数のデータをキューの末尾に追加。有効なデータ数と配列の大きさが等しい状態     
//で、データを追加する際には、配列の大きさを倍にする。       
string front();      //キューの先頭データの値を返す       
void pop_front();     //キューの先頭データを削除する       
int size();     //配列の大きさではなく、有効なデータ数を返す。       
void print();      //有効なデータ数、先頭データの位置、0から memorysize-1 番目の配列dataの値を出力       
//その他、必要なメンバ関数・フレンド関数の宣言など 
}; 

Queue::Queue(int n){
head=0;
num=0;
memorysize=n;
data= new string[memorysize];
}
bool Queue::empty(){
if(num==0)
return true;
else
return false;
}

void Queue::push_back(string st){
string *Head = new string[memorysize];
//if(num==memorysize){
//string *tmp = new string[memorysize*2];

//else{
Head[(head+num)%memorysize] = st;
string HeadOfResult = Head[head];
//}
}

string Queue::front(){
string *Head = new string[memorysize];
Head = data;
string HeadOfResult = Head[head];
delete[] Head;
return HeadOfResult;
}

void Queue::pop_front(){
if (empty()) {
return;
}
int tmp = head;
head = head + 1;
string **Head = new string*[memorysize];
Head[tmp] = data;
string* HeadOfResult = Head[tmp];
delete HeadOfResult;
}

int Queue::size(){
return num;
}

void Queue::print(){
int tmp = head;
string **Head = new string*[memorysize];
Head[tmp] = data;
while(Head[tmp]!=NULL){
cout << *Head[tmp];
tmp = tmp+1;
}
cout << endl;
}

int main(){     
Queue queue(5);     
string tmp; 

queue.push_back("1");  //①     
queue.print();     
queue.push_back("2");  //②     
queue.print();     
queue.push_back("3");  //③     
queue.print(); 

queue.pop_front(); //④     
queue.print();     
tmp=queue.front();     
cout << "The first element of the queue is " << tmp << ".¥n";     
queue.pop_front(); //⑤     
queue.print();     
queue.pop_front(); //⑥     
queue.print(); 

queue.push_back("1");  //⑦     
queue.print();     
queue.push_back("2");  //⑧     
queue.print();    
queue.push_back("3");  //⑨     
queue.print();     
queue.push_back("4");  //⑩     
queue.print();     
queue.push_back("5");  //⑪     
queue.print(); 

queue.push_back("6");  //⑫     
queue.print();     
return 0; 

今のところコンパイルは通りますが、実行すると何も起きず終了してしまいます。
配列の動的確保の仕方と環状配列によるhead、num(有効数字)の動かし方を全くつかいこなせて
いない気がします、、、
また、配列の中に含まれているデータの長さを用いて、enqueue,dequeueを行いたいですが、
データの長さを求めるメンバ関数をどのようにに定義して、どのように使っていけばいいのかもわかりません。
アドバイスあればお願いします。


【参考】
・環状配列手順
1.データの先頭を指す変数を導入する
2. 最後尾(head+データ長)の位置にデータを追加する
2'.(head+データ長)%momerysizeの位置にデータを追加する

また、データ長がmemorysize以上になった時の対処法としては、
1.例えば、momerysizeの2倍の領域Headを別に確保する
2.headの位置から順番にデータをHeadに複製する
3.dataが指し示している配列領域をまとめて解放した後に、Headに格納されているアドレスをdataに複製する
4.head,memorysizeを更新する
5.(head+データ長)%momerysizeの位置に新しい数値を追加する

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  • yumetodo

    2020/06/20 20:18

    Markdownにはソースコードをハイライトする記法がありますからそれで書いてください。

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  • thkana

    2020/06/20 20:52

    とりあえず読みにくいので、
    https://teratail.com/help/question-tips#questionTips3-5-1
    とか
    https://teratail.com/questions/238564
    等を参考にコード部分を```で囲ってください。

    キャンセル

回答 1

checkベストアンサー

0

そもそもなんですけど、環状配列になってないですよね。なんでこんなあちこちnewしてるんですか?環状配列というなら、メモリー確保はただ一回しかいらないはずですよね?
だから

1.データの先頭を指す変数を導入する
2. 最後尾(head+データ長)の位置にデータを追加する

の時点ですでにおかしいです。範囲外参照ですから未定義動作です。

また、データ長がmemorysize以上になった時の対処法としては、

そんな状況は単に例外を投げるべきです。


もっというと、C++でnew/deleteは書くべきではありません。std::unique_ptrを使ってください。

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  • 2020/06/20 20:32

    さらに言えば 「自作するな、std::queue 使え」なんよなー

    キャンセル

  • 2020/06/20 23:17

    いやまあそこはqueueの勉強のために再発明してるのかもしれないし・・・

    キャンセル

  • 2020/06/20 23:21 編集

    だったらせめてstd::listを基にですね...
    可変長配列からqueue作るのが良手には思えんのよ。

    キャンセル

  • 2020/06/20 23:24

    リングバッファベースにやりたいって言ってるんだからそれは違うような。boost::circular_buffer使えって言うならまだしも

    キャンセル

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