数据结构：队列

队列的概念和结构

队列的实现

结构定义

初始化

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 复制代码

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 复制代码

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 复制代码

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

	return pq->phead == NULL && pq->ptail == NULL;
}

入队列

cpp 复制代码

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 复制代码

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 复制代码

QueueDataType QueueFront(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));
	return pq->phead->data;
}

返回队尾元素

cpp 复制代码

QueueDataType QueueBack(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));
	return pq->ptail->data;
}

返回size

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

	return pq->size;
}

销毁

cpp 复制代码

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。