数据结构——队列（C语言）

需求：无

本篇文章将解决一下几个问题：

1. 队列是什么？
2. 如何实现一个队列？
3. 什么场景下会用队列？

队列的概念：

• 队列：一种只允许一端进行插入数据操作，在另一端进行删除操作的特殊线性表。队列具有先进先出（FIFO）入队列：进行插入操作的一端称为队尾，出队列的一端叫做队头。

队列的实现：

• 队列也可以使用链表或者数组来实现。但是一般都是用链表来实现，如果用数组的话，出队列的时候，会移动数据，效率很低（O（N））。
• 用链表实现，出队列时要记录好头节点的下一个节点。

队列的判空：当元素个数为0，就是一个空队列，这时不允许出队列。

队列元素的个数：当入队列的时候，size就+1，出队列时就-1，当我们需要元素个数的时候就不需要遍历，用O（1）的时间复杂度就可以完成队列的元素个数。

队列的应用场景：

• 其实在我们的生活中，到处都是队列的身影，像排队买票的时候，医院叫号的时候....
• 还有就是想大麦app上抢演唱会的票等等，都有队列的身影。

队列的源码：

void QueueInit(Queue* pq)
{
	assert(pq);

	pq->tail = pq->head = NULL;
	pq->size = 0;
}

void QueueDestroy(Queue* pq)
{
	assert(pq);

	QueueNode* cur = pq->head;
	while (cur)
	{
		QueueNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
}

void QueuePush(Queue* pq, QueueDateType x)
{
	assert(pq);

	QueueNode* newnode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}

	newnode->next = NULL;
	newnode->val = x;

	if (pq->head == NULL)
	{
		pq->tail = pq->head = newnode;
	}
	else
	{
		pq->tail->next = newnode;
		pq->tail = newnode;
	}

	pq->size++;
}

void QueuePop(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));

	if (pq->head->next == NULL)
	{
		free(pq->head);
		pq->head = pq->tail = NULL;
		pq->size--;
	}
	else
	{
		QueueNode* next = pq->head->next;
		free(pq->head);

		pq->head = next;
		pq->size--;
	}
}

QueueDateType QueueFront(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));

	return pq->head->val;
}

QueueDateType QueueBack(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));

	return pq->tail->val;
}

int QueueSize(Queue* pq)
{
	assert(pq);

	return pq->size;
}

bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
	assert(pq);

	return pq->head == NULL;
}

void QueuePrint(Queue* pq)
{
	assert(pq);

	while (pq->head)
	{
		printf("%d ", pq->head->val);
		pq->head = pq->head->next;
	}
	printf("\n");
}

typedef int QueueDateType;
typedef struct QueueNode
{
	struct QueueNode* next;
	QueueDateType val;
}QueueNode;


typedef struct Queue
{
	QueueNode* head;
	QueueNode* tail;
	int size;
}Queue;

void QueueInit(Queue* pq);
void QueueDestroy(Queue* pq);
void QueuePush(Queue* pq,QueueDateType x);
void QueuePop(Queue* pq);
QueueDateType QueueFront(Queue* pq);
QueueDateType QueueBack(Queue* pq);
int QueueSize(Queue* pq);
bool QueueEmpty(Queue* pq);
void QueuePrint(Queue* pq);