数据结构队列(深入链表的应用)

目录

队列的概念及结构

队列的实现

结构的选择

从Pop来看:

[队列的结构 :](#队列的结构 :)

分析:

头文件(queue.h)

实现队列功能:

队列的初始化(与链表类似)

队列的摧毁

队列的插入(链表尾插)

队头的删除

取队头队尾的数据(简单中藏陷阱)

判NULL与有效存放数据个数(简单小case)


学习了上一节(栈的实现)------我们将要进入到队列的世界中

深入了解栈(走进栈的世界)-CSDN博客

欢迎来到队列的领域,想必你也看了很多的数据结构吧!希望这篇将会给你带来不一样的感想!!

本文将会涉及到链表的内容:

链表超详解(逐渐上瘾)-CSDN博客


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

队列就像是隧道(先进先出);(First In First Out)

队列的实现

结构的选择

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。

从Pop来看:

数组:每次的Pop头队列需要移动后面的数组数据;

链表:每次Pop只需头删即可

所以呢?对于结构的选择,我们选择链表

队列的结构 :

typedef int QDataType;
//节点
typedef struct QueueNode
{
	struct QueueNode* next;
	QDataType val;
}QNode;

typedef struct Queue
{
	QNode* phead;//头节点
	QNode* ptail;//尾节点
	int size;
}Queue;

为了方便理解:(我先进行插入一些数据)

Queue q;

QueueInit(&q);

QueuePush(&q, 1);

QueuePush(&q, 2);

QueuePush(&q, 3);

QueuePush(&q, 4);

QueuePush(&q, 5);

QueuePush(&q, 6);

QueuePush(&q, 7);

分析:

typedef struct Queue

{

QNode* phead;

QNode* ptail;

int size;

}Queue;

//这是我们的队列(包含头节点和尾节点)

typedef int QDataType;

//节点类型

typedef struct QueueNode

{

struct QueueNode* next;

QDataType val;

}QNode;

头文件(queue.h)

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

typedef int QDataType;

typedef struct QueueNode
{
	struct QueueNode* next;
	QDataType val;
}QNode;

typedef struct Queue
{
	QNode* phead;
	QNode* ptail;
	int size;
}Queue;

void QueueInit(Queue* pq);
void QueueDestroy(Queue* pq);

// 队尾插入
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
// 队头删除
void QueuePop(Queue* pq);

// 取队头和队尾的数据
QDataType QueueFront(Queue* pq);
QDataType QueueBack(Queue* pq);

int QueueSize(Queue* pq);
bool QueueEmpty(Queue* pq);

实现队列功能:

队列的初始化(与链表类似)

typedef struct Queue

{

QNode* phead; //指针置空

QNode* ptail;//指针置空

int size;//置0

}Queue;

void QueueInit(Queue* pq){
	assert(pq);
	pq->phead = NULL;
	pq->ptail = NULL;
	pq->size = 0;

}

队列的摧毁

void QueueDestroy(Queue* pq) {
	assert(pq);
	QNode* cur = pq->phead;
	//取头节点指针
	while (cur) {
		QNode* next = cur->next;
		//双指针 释放
		free(cur);
		cur = NULL;
		cur = next;
	}
	//因为是cur进行释放的,这里将要再次初始化
	pq->phead = pq->ptail = NULL;
	pq->size = 0;
}

//因为是cur进行释放的,这里将要再次初始化
pq->phead = pq->ptail = NULL;
pq->size = 0;

队列的插入(链表尾插)

想必学会链表的你,一定能解决的!!!

// 队尾插入
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x) {
	assert(pq);
	//创建新节点存x
	QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		return;
	}
	//创建成功
	newnode->next = NULL;
	newnode->val = x;
	//是否为空链表
	if (pq->ptail == NULL) {
		pq->phead = pq->ptail = newnode;
	}
	else {
		pq->ptail->next = newnode;
		pq->ptail = newnode;
	}
	pq->size++;
}

队头的删除

我们可以将头节点指向下一个节点!!!

但请注意:

如果头节点为NULL,我们将会对NULL进行访问;

所以我们先要判断size的大小,在判定含有节点的个数;

// 队头删除
void QueuePop(Queue* pq) {
	assert(pq);
	assert(pq->size != 0);
    //对指针的访问,先判断是否含有节点
	// 一个节点
	if (pq->phead->next == NULL)
	{
		free(pq->phead);
		pq->phead = pq->ptail = NULL;
	}
	else // 多个节点
	{
		QNode* next = pq->phead->next;
		free(pq->phead);
		pq->phead = next;
	}

	pq->size--;
}

取队头队尾的数据(简单中藏陷阱)

头节点尾节点取值固然简单,但是对指针的访问,先判断其是否为NULL

所以我们要对指针的判NULL

// 取队头和队尾的数据
//我们要对指针的判NULL
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->phead);

	return pq->phead->val;
}
QDataType QueueBack(Queue* pq) {
	assert(pq);
	assert(pq->ptail);

	return pq->ptail->val;
}

判NULL与有效存放数据个数(简单小case)

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

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

这样我们的队列就实现完了!!!

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