数据结构——队列

typedef int QTDataType;

typedef struct QNode
{
	struct QNode* next;
	QTDataType val;
}QNode;

typedef struct Queue
{
	QNode* head; // 队列头节点
	QNode* tail; // 队列尾节点
	int size;	 // 队列数据个数
}Queue

2、队列的初始化

将头节点和尾节点初始化为NULL，size初始化为0。

cpp 复制代码

void QInit(Queue* q)
{
	q->head = q->tail = NULL;
	q->size = 0;
}

3、队列的插入

队列只能从一端进行插入，也就是从尾部进行插入。那么我们需要先malloc申请一个新节点newnode。之后判定是否是第一次入队列，第一次入队列head和tail都是NULL，需要将head和tail都置为newnode，如果不是第一次，直接在tail后面尾插，然后更新tail和size

cpp 复制代码

void QPush(Queue* q, QTDataType x)
{
	QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		return;
	}
	newnode->val = x;
	newnode->next = NULL;
    //第一次入队列，队列为NULL，特殊处理
	if (q->head == NULL)
	{
		q->head = q->tail = newnode;
	}
	else
	{
		q->tail->next = newnode;
		q->tail = newnode;
	}
	q->size++;
}

4、队列的删除

队列的删除就是头删，头删先记录一下队列头部的下一个节点，然后free掉头结点，更新头节点即可，但是，如果队列只有一个节点，tail指向head已经释放的节点，就野指针了，因此需要特殊处理只有一个节点的情况：free掉head节点，并将head和tail都置NULL。要判断队列是否为空，为空是删除不了的，直接暴力一点报错。

cpp 复制代码

void QPop(Queue* q)
{
	assert(q);
	assert(q->head != NULL);
	// 只有一个节点
	if (q->head->next == NULL)
	{
		free(q->head);
		q->head = q->tail = NULL;
	}
	//两个及以上节点
	else 
	{
		
		QNode* next = q->head->next; // 记录头的下一个节点
		free(q->head); //释放掉头节点
		q->head = next; //让头节点指向下一个
	}
	q->size--;
}

5、返回队列的队头数据

将head的val返回即可，但是要判定一下队列不为空。

cpp 复制代码

QTDataType QFront(Queue* q)
{
	assert(q);
	assert(q->head != NULL);

	return q->head->val;
}

6、返回队列的队尾数据

将tail的val返回即可，同样判定一下队列不为空，队列是先进先出的，1,2,3,4，5进了只能以1,2,3,4,5的顺序出。那返回队尾元素有啥意义呢？队尾元素在某些情况下是非常有意义的，比如说用队列实现栈这道题。用队列实现栈

cpp 复制代码

QTDataType QBack(Queue* q)
{
	assert(q);
	return q->tail->val;
}

7、判定队列是否为空

判定head是否为空即可

cpp 复制代码

bool QEmpty(Queue* q)
{
	return q->head == NULL;
}

8、返回队列元素个数

返回size即可。

cpp 复制代码

int QSize(Queue* q)
{
	return q->size;
}

9、队列的遍历

队列的遍历和栈是非常相似的，打印对头数据，然后出队。

cpp 复制代码

#include "queue.h"

int main()
{
	Queue q;
	QInit(&q);

	QPush(&q, 1);
	QPush(&q, 2);
	QPush(&q, 3);
	QPush(&q, 4);
	QPush(&q, 5);


	while (!QEmpty(&q))
	{
		printf("%d\n", QFront(&q));
		QPop(&q);
	}

	QDestory(&q);
	return 0;
}

10、队列的释放

cpp 复制代码

void QDestory(Queue* q)
{
	assert(q);
	QNode* cur = q->head;
	while (cur)
	{
		QNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}

	q->head = q->tail = NULL;
	q->size = 0;
}