C语言——队列的实现

队列按照先进先出（FIFO，First In First Out）的原则管理数据。这意味着最先进入队列的元素会被最先移出，类似于排队等候服务的情况。队列通常有两个主要操作：入队（enqueue），将元素添加到队列的尾部；出队（dequeue），从队列的头部移除元素。

如果用顺序表实现队列，在删除队头数据时，需要后面的数据覆盖前面的数据，比较麻烦，所以采用链表，头删尾插代替出队和入队 。但是如果用链表实现的话，寻找队尾入队还需要一直 ->next ，所以干脆我们就记录下头指针和尾指针方便头山尾插。

首先就是定义每个节点的结构体和定义队列的结构体：

cpp 复制代码

struct QueueList {
	int val;
	struct QueueList* next;
};
struct Queue {
	struct QueueList* head;
	struct QueueList* tail;
};

这里用QueueNode命名第一个结构体更好，因为我们要记录头尾指针，所以Queue结构体就有头尾两个指针。

接下来是初始化函数和销毁函数；

cpp 复制代码

void QueueInit(struct Queue* list) {
	list->head = NULL;
	list->tail = NULL;
}
void QueueDes(struct Queue* list) {
	while (list->head!=list->tail)
	{
		struct QueueList* next = list->head->next;
		free(list->head);
		list->head = next;
	}
	free(list->head);
	list->head = list->tail = NULL;
}

初始化函数让list的头指针和尾指针都置为空，销毁函数，如果头尾指针相等，有两种情况，一种是空队列，这时 free(NULL) ，还可以是只有一个元素，头尾指针都指向这个元素，这时free掉，然后指针置空，所以不会有野指针或者free错误的情况。

然后是入队出队函数：

cpp 复制代码

void QueuePushBack(struct Queue* list,int num) {
	if (list->head == list->tail && list->head == NULL) {
		list->head = list->tail = malloc(sizeof(struct QueueList));
		list->head->val = num;
		list->tail->next = NULL;
	}
	else if (list->head == list->tail) {
		list->tail = malloc(sizeof(struct QueueList));
		list->tail->val = num;
		list->tail->next = NULL;
		list->head->next = list->tail;
	}
	else {
		struct QueueList* tail_pre = list->tail;
		list->tail = malloc(sizeof(struct QueueList));
		list->tail->val = num;
		list->tail->next = NULL;
		tail_pre->next = list->tail;
	}
}
int QueueFrontPop(struct Queue* list) {
	struct QueueList* new_head = list->head->next;
	int val = list->head->val;
	free(list->head);
	list->head = new_head;
	return val;
}

对于尾插函数，头尾指针相等时有可能是空队列也有可能是只创建了一个元素，所以要分开讨论，简单逻辑就是让尾节点的next指向新开辟的节点，然后更新尾指针使新开辟的节点变为尾指针，最后让尾节点的next置为NULL。

对于头删Pop函数，就是先存头节点下一个节点的地址然后free掉头节点，更新头指针，返回数值。

最后是打印函数方便我们观察：

cpp 复制代码

void QueuePrint(struct Queue* list) {
	struct QueueList* cur = list->head;
	while (cur != NULL) {
		printf("%d ", cur->val);
		cur = cur->next;
	}
}

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