数据结构——队列

文章目录

一、队列的概念及结构
二、队列的实现
三、队列的代码
- Queue.h
- Queue.c
- test.c

一、队列的概念及结构

队列：只允许在一端进行插入数据操作，在另一端进行删除数据操作的特殊线性表，队列具有先进先出 FIFO(First In First Out)

入队列：进行插入操作的一端称为队尾
出队列：进行删除操作的一端称为队头

例如：入队列顺序：1->2->3->4
出队列顺序：也是 1->2->3->4

二、队列的实现

队列也可以数组和链表的结构实现，使用链表的结构实现更优一些，因为如果使用数组的结构，出队列在数组头上出数据，效率会比较低

注意：可以再定义一个结构体，在里面使用双指针来控制队列，这样我们在修改队列结构的时候，就只需要传该结构体的指针即可，不用传二级指针了

定义队列

初始化队列

销毁队列

队尾插入数据

队头删除数据

得到队尾的数据

得到队头的数据

得到队列数据的个数

判空

三、队列的代码

Queue.h

c 复制代码

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <assert.h>

//定义一个队列
typedef int QDateType;
typedef struct QueueNode
{
	QDateType val;
	struct QueueNode* next;
}QNode;

//定义一个管理队列的结构体
typedef struct Queue
{
	QNode* phead;//指向队头的指针
	QNode* ptail;//指向队尾的指针
	int size;//记录队列的数据个数
}Queue;

//初始化队列
void QueueInit(Queue* pq);
//销毁队列
void QueueDestroy(Queue* pq);

//队尾插入数据
void QueuePush(Queue* pq, QDateType x);
//队头删除数据
void QueuePop(Queue* pq);

//得到队尾的数据
QDateType QueueBack(Queue* pq);
//得到队头的数据
QDateType QueueFront(Queue* pq);

//得到队列数据的个数
int QueueSize(Queue* pq);
//判空
bool QueueEmpty(Queue* pq);

Queue.c

c 复制代码

#include "Queue.h"

//初始化队列
void QueueInit(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	pq->phead = pq->ptail = NULL;
	pq->size = 0;
}

//销毁队列
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	QNode* cur = pq->phead;
	while (cur)
	{
		QNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	pq->phead = pq->ptail = NULL;
	pq->size = 0;
}

//队尾插入数据
void QueuePush(Queue* pq, QDateType x)
{
	assert(pq);
	QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		return;
	}
	newnode->val = x;
	newnode->next = NULL;
	//如果还没有结点
	if (pq->phead == NULL)
	{
		pq->phead = pq->ptail = newnode;
	}
	//如果已经有结点
	else
	{
		pq->ptail->next = newnode;
		pq->ptail = newnode;
	}
	pq->size++;
}

//队头删除数据
void QueuePop(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->size > 0);
	//如果只有一个结点
	if (pq->phead->next == NULL)
	{
		free(pq->phead);
		pq->phead = pq->ptail = NULL;
	}
	//有多个结点
	else
	{
		QNode* next = pq->phead->next;
		free(pq->phead);
		pq->phead = next;
	}
	pq->size--;
}

//得到队尾的数据
QDateType QueueBack(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->ptail);
	return pq->ptail->val;
}

//得到队头的数据
QDateType QueueFront(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->phead);
	return pq->phead->val;
}

//得到队列数据的个数
int QueueSize(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	return pq->size;
}

//判空
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	return pq->size == 0;
}

test.c

c 复制代码

#include "Queue.h"
//测试代码
int main()
{
	Queue q;
	QueueInit(&q);
	QueuePush(&q, 1);
	QueuePush(&q, 2);
	QueuePush(&q, 3);
	QueuePush(&q, 4);
	QueuePush(&q, 5);
	printf("队列中的数据个数为%d个\n", QueueSize(&q));
	printf("队头的数据为%d\n", QueueFront(&q));
	printf("队尾的数据为%d\n", QueueBack(&q));
	while (!QueueEmpty(&q))
	{
		printf("%d\n", QueueFront(&q));
		QueuePop(&q);
	}
	QueueDestroy(&q);
	return 0;
}