C语言实现队列

队列：

先进先出（First In First Out，FIFO）：这是队列的核心特点。就像排队买票，先排队的人先买到票。例如，向队列中依次加入元素 1、2、3，那么取出的顺序将是 1、2、3。
操作受限：队列只允许在一端进行插入（称为入队，enqueue）操作，在另一端进行删除（称为出队，dequeue）操作。插入端通常称为队尾，删除端通常称为队头。
存储方式：队列可以使用数组或链表来实现。使用数组实现时，可能需要处理循环队列以充分利用存储空间；使用链表实现则相对灵活，但会有额外的指针操作开销。
应用场景广泛 ：
- 例如在计算机系统中，打印任务通常按照提交的先后顺序排队处理，这就是一个队列的应用。
- 在网络数据包的传输中，数据包也可能在缓冲区中以队列的形式等待处理。
可预测性：由于遵循先进先出原则，队列中元素的处理顺序是可预测的。

下面是最基本的一种实现方式

cpp 复制代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

typedef struct QueueDemo{
	int arr[10];
	int flag=0;
}Queue;
Queue xx;
void init(){
	xx.flag=0;
}
void put(int x){
	printf("存入数据%d\n",x);
	xx.arr[xx.flag]=x;
	xx.flag++;
}
int get(){
	int k;
	int w;
	w=xx.arr[0];
	printf("取出数据%d\n",w);
	for( k=0;k<xx.flag-1;k++){
		xx.arr[k]=xx.arr[k+1];
	}
	xx.flag--;	
}
void leftshow(){
	int i;
	for( i=0;i<xx.flag;i++){
		printf("栈内数据%d\n",xx.arr[i]);
		//TODO
	}
}
int main(int argc,char *argv[]){
	put(1);put(2);put(3);put(4);put(5);put(6);put(7);put(8);
		get();
	leftshow();
	return 0;
}

循环队列的实现

cpp 复制代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

typedef struct QueueDemo{
	int arr[10];
	int putindex;
	int getindex;
}Queue;
Queue xx;
void init(){
	xx.putindex=0;
	xx.getindex=0;
}
void put(int x){
	printf("存入数据%d\n",x);
	xx.arr[xx.putindex%10]=x;
	xx.putindex++;
}
int get(){
	printf("取出数据%d\n",xx.arr[xx.getindex%10]);
		xx.getindex++;
}
void leftshow(){
	int i;
	for( i=xx.getindex;i<xx.putindex;i++){
		printf("栈内数据%d\n",xx.arr[i%10]);
		//TODO
	}
}
int main(int argc,char *argv[]){
	put(1);put(2);put(3);put(4);put(5);put(6);put(7);put(8);put(9);
	get();	get();get();get();
	leftshow();
	return 0;
}

但是这个代码还有缺陷，就是如果超过了循环队列的内存，那么就会出现错误，于是我们改进，给他加上判空或者队列已满的操作。

cpp 复制代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

typedef struct QueueDemo{
	int arr[10];
	int putindex;
	int getindex;
}Queue;
Queue xx;
void init(){
	xx.putindex=0;
	xx.getindex=0;
}
void put(int x){
	if(xx.putindex-xx.getindex==10){
		printf("已经满了，存储失败\n");
		return ;
	}
	printf("存入数据%d\n",x);
	xx.arr[xx.putindex%10]=x;
	xx.putindex++;
}
int get(){
	if(xx.putindex==xx.getindex){
		printf("取空了\n");
		return -1;
	}
	printf("取出数据%d\n",xx.arr[xx.getindex%10]);
		xx.getindex++;
}
void leftshow(){
	int i;
	for( i=xx.getindex;i<xx.putindex;i++){
		printf("栈内数据%d\n",xx.arr[i%10]);
		//TODO
	}
}
int main(int argc,char *argv[]){
	put(1);put(2);put(3);put(4);put(5);put(6);put(7);put(8);put(9);
	put(1);put(2);put(3);
	get();	get();get();get();get();	get();get();get();get();	get();get();get();
	put(1);put(2);put(3);
	leftshow();
	return 0;
}

欧克，我们已经加上了判断队列空与满的情况了。那我们可以更灵活一点，实现队列的扩容。

cpp 复制代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

typedef struct QueueDemo{
	int* arr;
	int putindex;
	int getindex;
}Queue;
Queue xx;
int arrsize=10;
void init(){
	xx.putindex=0;
	xx.getindex=0;
	xx.arr=(int*)malloc(sizeof(int) * arrsize);
}
void put(int x){
	if(xx.putindex-xx.getindex==arrsize){
		int* arrnew=(int*)malloc(sizeof(int)*arrsize*2);
		int arrnewsize=arrsize*2;
		int i;
		for(i=xx.getindex;i<xx.putindex;i++){
			arrnew[i%arrnewsize]=xx.arr[i%arrsize];
		}
		free(xx.arr);
		xx.arr=arrnew;
		arrsize=arrnewsize;
		printf("已经满了，正在扩容\n");  // 增加扩容提示
	}
	printf("存入数据%d\n",x);
	xx.arr[xx.putindex%arrsize]=x;
	xx.putindex++;
}
int get(){
	if(xx.putindex==xx.getindex){
		printf("取空了\n");
		return -1;
	}
	printf("取出数据%d\n",xx.arr[xx.getindex%arrsize]);
		xx.getindex++;
}
void leftshow(){
	int i;
	for( i=xx.getindex;i<xx.putindex;i++){
		printf("栈内数据%d\n",xx.arr[i%arrsize]);
	}
}
int main(int argc,char *argv[]){
	init();
	put(1);put(2);
	get();
	leftshow();
	return 0;
}

这就是实现了队列的扩容操作，不会出现内存满的情况了。