文章目录
- 写在前面
- [1 队列的定义](#1 队列的定义)
- [2 队列的初始化](#2 队列的初始化)
- [3 数据入队列](#3 数据入队列)
- [4 数据出队列](#4 数据出队列)
- [5 获取队头元素](#5 获取队头元素)
- [6 获取队尾元素](#6 获取队尾元素)
- [7 获取队列元素个数](#7 获取队列元素个数)
- [8 判断队列是否为空](#8 判断队列是否为空)
- [8 队列的销毁](#8 队列的销毁)
写在前面
本片文章详细介绍了另外两种存储逻辑关系为 "一对一" 的数据结构------栈和队列中的队列，并使用C语言实现链队列。
队列C语言实现源码：队列源码
以队列在存储数据时具有特殊的顺序规则：
队列 ：使用队列存储数据，遵循 "先进先出 " 的原则，即最先进队列的数据最先出队列。队列也可以分为顺序队列（基于数组实现）和链队列（基于链表实现）。
队列的实现方式分为顺序和链式结构，分别适用于不同的场景。顺序结构在内存中占据一块连续的空间，而链式结构通过节点之间的指针连接。这使得栈和队列在实际应用中更灵活，可以根据具体需求选择不同的实现方式。
1 队列的定义
链式队列的实现其实和之前单链表的实现很类似，只不过队列中数据的进出要遵循 "先进先出" 的原则。
链式队列节点的定义：
c
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
QDataType val;
struct QueueNode* next;
}QNode;队列的定义通常包括两个指针和一个整型，一个指针front指向队列的头，一个指针tail指向队列的尾，还有一个整型size用来记录队列的数据个数。
下面是队列结构的定义：
c
typedef struct Queue
{
QNode* front;//指向队列头部的指针
QNode* tail;//指向队列尾部的指针
int size;//记录队列中元素个数
}Queue;2 队列的初始化
刚开始队列为空，头指针front和尾指针tail指向NULL，此时队列中元素个数为0，因此将size初始化为0。
代码如下：
c
void QueueInit(Queue* pq)
{
assert(pq);//检查参数有效性
pq->front = pq->tail = NULL;
pq->size = 0;
}3 数据入队列
数据入队列分为一下两种情况：
- 队列为空时，新建节点，并用要入队列的数据初始化节点，此时front 和 tail都指向新插入的节点，同时将size+1。
- 队列不为空时，新建节点，并用要入队列的数据初始化节点，此时tail->next指向新插入的节点，更新tail指向新插入的节点。
数据1 2 3 4 入队列图解：
代码如下：
c
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
assert(pq);//检查参数有效性
//创建新节点
QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
if (newnode == NULL)
{
perror("QueuePush->malloc");
exit(-1);
}
newnode->next = NULL;
newnode->val = x;
//入队列
//1. 队列为空
//2. 队列不为空
if (pq->front == NULL)
{
assert(!pq->tail);// 队列为空时，tail front都为空
pq->front = pq->tail = newnode;
}
else
{
pq->tail->next = newnode;
pq->tail = newnode;
}
pq->size++;
}4 数据出队列
我们知道，队列只能在队尾一端入数据，出数据时只能出队头的数据。因为它要保证有数据元素需要出队时，按照 "先进先出" 的原则。
数据出队的步骤如下：
- 在执行数据出队列操作之前，需要检查队列是否为空。如果队列为空（即没有数据），则无法执行出队列操作。
- 如果队列不为空，即存在数据，就可以执行出队列操作。
此时数据出队列又分为两种情况：- 队列中只有一个数据：
此时只需要将该数据所在节点释放，并将 front 和 tail 置为NULL即可。 - 队列中有两个及以上数据：
保存头节点下一个节点的地址，释放头节点，更新front，使front指向新的队头元素。
- 队列中只有一个数据：
数据1 2 3 4 出队列图解：
代码如下：
c
void QueuePop(Queue* pq)
{
assert(pq);//检查参数有效性
assert(!QueueEmpty(pq));//检查队列是否为空，为空不能pop
//出队列
//1. 队列只有1个元素
//2.队列有2个以上元素
if (pq->front->next == NULL)
{
free(pq->front);
pq->front = pq->tail = NULL;
}
else
{
QNode* next = pq->front->next;
free(pq->front);
pq->front = next;
}
pq->size--;
}5 获取队头元素
获取队头元素的步骤如下：
- 在执行取队头元素操作之前，需要检查队列是否为空。如果队列为空（即没有数据），则无法执行此操作。
- 头指针front指向的就是队头元素，如要获取队头元素，因此只需返回front->val即可。
代码如下：
c
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
assert(pq);//检查参数有效性
assert(!QueueEmpty(pq));//检查队列是否为空，为空不能取队头元素
return pq->front->val;
}6 获取队尾元素
获取队尾元素的步骤如下：
- 在执行取队尾元素操作之前，需要检查队列是否为空。如果队列为空（即没有数据），则无法执行此操作。
- 尾指针tail指向的就是队头元素，如要获取队尾元素，因此只需返回tail->val即可。
代码如下：
c
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
assert(pq);//检查参数有效性
assert(!QueueEmpty(pq));//检查队列是否为空，为空不能取队尾元素
return pq->tail->val;
}7 获取队列元素个数
队列中的size记录的就是队列中元素的个数，如要获取队列元素个数，返回size即可。
代码如下：
c
int QueueSize(Queue* pq)
{
assert(pq);//检查参数有效性
return pq->size;
}8 判断队列是否为空
根据队列初始化函数，我们知道，队列为空时，front 和 tail 都指向NULL。
此时size=0，也可以用size来判断，这里作者选择用front 和 tail 来进行判断。
代码如下：
c
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
assert(pq);//检查参数有效性
return pq->front == NULL && pq->tail == NULL;
}8 队列的销毁
链队列用来存储数据的节点都是动态申请的，因此队列销毁时，只需要遍历该链队列，依次释放每个节点。最后将 front 和 tail 置为NULL，size 置为0即可。
代码如下：
c
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
assert(pq);//检查参数有效性
QNode* cur = pq->front;
while (cur)
{
QNode* next = cur->next;
free(cur);
cur = next;
}
pq->front = pq->tail = NULL;
pq->size = 0;
}至此，本片文章就结束了，若本篇内容对您有所帮助，请三连点赞，关注，收藏支持下。
创作不易，白嫖不好，各位的支持和认可，就是我创作的最大动力，我们下篇文章见！
如果本篇博客有任何错误，请批评指教，不胜感激 ！！！
