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1.队列的特点
队列是一种常见的数据结构，它遵循先进先出（FIFO, First In First Out）原则，即先加入队列的元素先被处理（出队），后加入的元素后处理，这一点和栈的特性完全相反。队列广泛应用于计算机科学中，尤其是在任务调度、消息传递、数据缓存等场景中。
那么关于队列的核心就是先进先出，后进后出。
2.队列的实现
首先需要确定队列的数据结构如何设计？
核心思路:使用单链表挂载数据节点，队列的队头指针和队尾指针指向链表头和链表尾
由于队列不同于栈的特性，队列可以两端操作，因此需要两个指针来维护队头和队尾，那么最基本的队列的结构就可以设计出来了，如下：
cpp
/* 数据节点 */
typedef struct _DataNode {
u32 data;
struct _DataNode *next;
}DataNode;
/* 队列 */
typedef struct _Queue {
struct _DataNode *head;
struct _DataNode *tail;
u32 size;
}Queue;队列中还加入了队列大小size属性，这里如果做的更通用一些还可以考虑多线程场景，加入锁等，可根据实际需要自行调整。
2.1.初始化队列
初始化队列就是初始化对象的过程，申请内存然后初始化队列的成员，最后返回队列即可，刚开始初始化队列，队列为空，将队头队尾指针置空即可。
cpp
/* 初始化队列 */
Queue *init_queue() {
Queue *q = NULL;
q = (Queue *)malloc(sizeof(Queue));
if (!q) {
return NULL;
}
q->size = 0;
q->head = NULL;
q->tail = NULL;
return q;
}2.2.入队列
入队列需要考虑的问题稍微复杂一些，首先要考虑的是空队列怎么办？非空队列怎么办？
空队列和非空队列的头尾指针的指向是不一样的~~~
2.2.1.入空队列
入空队列操作简单，创建数据节点，将队头队尾指针都指向该数据节点即可，因为此时只有一个数据节点。
2.2.2.入非空队列
入非空队列的过程即队头指针的指向不变，队尾指针指向新的节点，也就是说原来队尾指针的next指向新节点，新队尾指针指向新的节点。
入队列完整代码如下：
cpp
/* 入队列 */
u8 enqueue(Queue *q, u32 data) {
DataNode *new = NULL;
new = (DataNode *)malloc(sizeof(DataNode));
if (!new) {
return FALSE;
}
new->data = data;
new->next = NULL;
printf("info, enqueue addr:%p\n", new);
/* 空队列 */
if (q->size == 0) {
q->head = new;
q->tail = new;
}else {
q->tail->next = new;
q->tail = new;
}
q->size++;
return TRUE;
}2.3.出队列
出队列的过程和入队列相反，只需要修改队头指针即可，然后返回原有的队头节点即可。
出队完整代码如下：
cpp
/* 出队列 */
DataNode *dequeue(Queue *q) {
DataNode *node = NULL;
if (q->size) {
node = q->head;
q->head = q->head->next;
q->size--;
}
printf("info, dequeue addr:%p\n", node);
return node;
}2.4.销毁队列
销毁队列的过程和出队列的过程类似，只需要从队头开始遍历，直到队列中没有元素为止。
cpp
/* 销毁队列 */
void destory_queue(Queue *que) {
if (!que) {
return;
}
while(que->size) {
DataNode *node = que->head;
printf("info, destory_queue addr:%p\n", node);
que->head = que->head->next;
free(node);
node = NULL;
que->size--;
}
free(que);
que = NULL;
}2.5.完整代码
cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u32;
#define FALSE 0
#define TRUE 1
/* 数据节点 */
typedef struct _DataNode {
u32 data;
struct _DataNode *next;
}DataNode;
/* 队列 */
typedef struct _Queue {
struct _DataNode *head;
struct _DataNode *tail;
u32 size;
}Queue;
/* 初始化队列 */
Queue *init_queue() {
Queue *q = NULL;
q = (Queue *)malloc(sizeof(Queue));
if (!q) {
return NULL;
}
q->size = 0;
q->head = NULL;
q->tail = NULL;
return q;
}
/* 销毁队列 */
void destory_queue(Queue *que) {
if (!que) {
return;
}
while(que->size) {
DataNode *node = que->head;
printf("info, destory_queue addr:%p\n", node);
que->head = que->head->next;
free(node);
node = NULL;
que->size--;
}
free(que);
que = NULL;
}
/* 入队列 */
u8 enqueue(Queue *q, u32 data) {
DataNode *new = NULL;
new = (DataNode *)malloc(sizeof(DataNode));
if (!new) {
return FALSE;
}
new->data = data;
new->next = NULL;
printf("info, enqueue addr:%p\n", new);
/* 空队列 */
if (q->size == 0) {
q->head = new;
q->tail = new;
}else {
q->tail->next = new;
q->tail = new;
}
q->size++;
return TRUE;
}
/* 出队列 */
DataNode *dequeue(Queue *q) {
DataNode *node = NULL;
if (q->size) {
node = q->head;
q->head = q->head->next;
q->size--;
}
printf("info, dequeue addr:%p\n", node);
return node;
}
int main() {
Queue *que = NULL;
que = init_queue();
if (!que) {
printf("init queue failed !\n");
return -1;
}
if (!enqueue(que, 10)) {
printf("enqueue failed !\n");
return -1;
}
if (!enqueue(que, 100)) {
printf("enqueue failed !\n");
return -1;
}
DataNode *node = dequeue(que);
printf("info, dequeue node value:%u\n", node->data);
free(node);
node = NULL;
destory_queue(que);
return 0;
}运行结果：
3.实际应用
dpdk中关于ring的描述：
dpdk中关于环形队列的设计非常巧妙，感兴趣的可以自行研究。