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队列的概念和结构
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
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,牵扯挪动数据覆盖,效率会比较低。
结构定义
cpp
typedef int QueueDataType;
typedef struct QueueNode
{
struct QueueNode* next;
QueueDataType data;
}QNode;
typedef struct Queue
{
QNode* phead;
QNode* ptail;
int size;
}Queue;
初始化
cpp
void QueueInit(Queue* pq)
{
assert(pq);
pq->phead = NULL;
pq->ptail = NULL;
pq->size = 0;
}
判空
删除元素和返回队列元素需要判空。
cpp
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->phead == NULL && pq->ptail == NULL;
}
入队列
cpp
void QueuePush(Queue* pq, QueueDataType x)
{
assert(pq);
QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
if (newnode == NULL)
{
perror("maoolc fail");
return;
}
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
//无节点
if (pq->phead == NULL)
{
assert(pq->ptail == NULL);
pq->phead = pq->ptail = newnode;
}
//多个节点
else
{
pq->ptail->next = newnode;
pq->ptail = newnode;
}
pq->size++;
}
出队列
cpp
void QueuePop(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
//一个节点
if (pq->phead->next == NULL)
{
free(pq->phead);
pq->phead = pq->ptail = NULL;
}
else
{
QNode* next = pq->phead->next;
free(pq->phead);
pq->phead = next;
}
pq->size--;
}
返回队头元素
cpp
QueueDataType QueueFront(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
return pq->phead->data;
}
返回队尾元素
cpp
QueueDataType QueueBack(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
return pq->ptail->data;
}
返回size
cpp
int Queuesize(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->size;
}
销毁
cpp
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;
}
总结
队列作为一种常见的数据结构,在计算机科学中有广泛的应用,通常运用于广度优先搜索、任务调度等场景。希望这篇文章可以帮助到你更好的学习和理解队列的知识。