Red (struktura podataka)

right|thumb|250x250px|Prikaz reda
**Red** () apstraktni je tip podataka koji služi za pohranu niza istovrsnih elemenata. Kod reda se podaci  čitaju i brišu sa *čela reda* , dok se novi podaci zapisuju na *začelje reda*. Ovo čini red podatkovnom strukturom sa pristupom "prvi koji ulazi - prvi izlazi" (engl. FIFO - first in, first out). Kada se doda novi elemenat u red da bi se on uklonio moraju biti uklonjeni svi elementi koji su dodani prije njega. Dakle, podaci se kod  reda, suprotno od steka, čitaju istim redoslijedom kojim su upisani.

### Primjena reda 
Red je primjer linearne strukture podataka i dosta se koristi u računarstvu, transportu i operacionim istraživanjima gdje se različiti entiteti kao što su podaci, predmeti, lica ili događaji čuvaju, kako bi kasnije bili obrađeni. U ovom kontekstu, red obavlja funkciju bafera.

## Operacije za rad s redom 
### Osnovne operacije 
* *IsEmpty* - Pokazuje da  li je red prazan.
* *Front* - Vraća vrijednost sa čela reda.
* *EnQueue* - Stavlja vrijednost na začelje reda.
* *DeQueue* - Briše element s čela reda.

### Napredne operacije 
Napredne operacije vezane su uz modifikacija reda. Tako npr. red s dva kraja bez ograničenog ulaza (opisan kasnije) razlikuje *EnQueue_front* (dodavanje na početak) i *EnQueue_back*. Implementirajući takve mogućnosti apstraktni tip podataka gubi svojstva jednostavnog reda.

## Implementacije reda 
### Pomoću povezane liste 
Najfleksibilnija implementacija reda je ona sa povezanom listom. Uz samu listu, za realizaciju je potrebna struktura koja će sadržavati pokazivače na početak i kraj reda, i tako omogućiti jednostavnu izvedbu operacija za rad s redom. EnQueue se izvodi tako da se pokazivač zadnjeg elementa usmjeri na novostvoreni elemenat, te se nakon toga pokazivač na kraj liste usmjerava na taj isti elemenat. DeQueue se izvodi tako da se pokazivač na početak liste preusmjeri na sljedeći elemenat, a stari se elemenat obriše. Lista je prazna ukoliko oba pokazivača pokazuju na isti elemenat.

### Pomoću niza 
Kada govorimo o implementaciji pomoću niza, najčešće se izvodi implementacija kružnog reda, koja je spomenuta kasnije u tekstu.

## Modifikacije reda 
right|thumb|180x180px|Ograničeni red (ograničen je izlaz) s dva kraja

### Red sa dva kraja 
Red sa dva kraja (engl. *double-ended queue* tj. *deque*) posebna je vrsta reda kojem se elementi mogu dodavati/čitati i sa čela i sa začelja. Postoje tri vrste ovakvog reda:
* *Deque* sa čitanjem i pisanjem na oba kraja - obje operacije su podržane i na čelu i na začelju
* *Deque s ograničenim ulazom* - na jednoj strani moguće su obje operacije, a na drugoj samo uklanjanje.
* *Deque s ograničenim izlazom* - na jednoj strani moguće obje operacije, a na drugoj samo umetanje.

### Kružni red 
thumb|180x180px|Slikovit prikaz kružnog reda. U stvarnosti memorija nije cirkularna (vidi lijevu sliku)
Kružni red (kružni međuspremnik) koristi listu elemenata fiksne veličine, čiji su krajevi povezani. Koristi se kao međuspremnik. Može se implementirati pomoću niza, a potrebna su još i tri pokazivača; jedan koji pokazuje na samu memorijsku lokaciju međuspremnika, jedan koji pokazuje na početak elemenata koji sadrže podatke, i treći koji pokazuje kraj elemenata.
: 250x250px
Kružni red je pun ako pokazivač početka podataka, kao i pokazivač kraja pokazuju na isti element. Pošto je situacija identična kada je red prazan, potrebno je uvesti još jedan indikator.

### Red s prioritetima 
Red s prioritetima je takav red koji podržava slijedeće tri funkcije: *InsertWithPriority* koji dodaje element s određenim prioritetom, *GetNext* koji vraća element s najvećim prioritetom i miče ga iz reda i (opcijski) *PeekAtNext* koji vraća element s najvećim prioritetom i ostavlja ga u redu.

## Reference 
* Donald Knuth (1997). „Stacks, Queues, and Deques”. *The Art of Computer Programming*. Volume 1: *Fundamental Algorithms*, Third Edition. Addison-Wesley. pp. 238–243. .
* Thomas H. Cormen; Charles E. Leiserson; Ronald L. Rivest; Clifford Stein (2001). „Stacks and queues”. *Introduction to Algorithms* (2nd ed.). MIT Press and McGraw-Hill. pp. 200–204. .
* William Topp (2002). „Queues and Priority Queues”. *Data Structures with C++ and STL*. Second Edition. Prentice Hall. pp. 386–390. .
* Adam Drozdek (2005). „Stacks and Queues”. *Data Structures and Algorithms in C++*. Third Edition. Thomson Course Technology. pp. 137–169. .

## Vanjski linkovi 
* http://www.halpernwightsoftware.com/stdlib-scratch/quickref.html#containers14
* https://web.archive.org/web/20110714000645/http://www.ludvikjerabek.com/downloads.html

Kategorija:Programiranje
Kategorija:Računarstvo