数据结构—队列

队列

概念

只允许在一端进行插入数据的操作，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。

结构

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。

队列基本操作

定义队列结构

typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{QDataType data;struct QueueNode* next;
}QueueNode;typedef struct Queue
{QueueNode* phead;QueueNode* ptail;int size;//保存队列有效数据个数
}Queue;

初始化队列

void QueueInit(Queue* pq);

销毁队列

void QueueDestroy(Queue* pq);

入队列，队尾

void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);

出队列，队头

void QueuePop(Queue* pq);

取队头元素

QDataType QueueFront(Queue* pq);

取队尾元素

QDataType QueueBack(Queue* pq);

队列判空

bool QueueEmpty(Queue* pq);

队列有效元素个数

int QueueSize(Queue* pq);

完整代码

Queue.h

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>//定义队列结构
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{QDataType data;struct QueueNode* next;
}QueueNode;typedef struct Queue
{QueueNode* phead;QueueNode* ptail;int size;//保存队列有效数据个数
}Queue;void QueueInit(Queue* pq);// ⼊队列，队尾
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
// 出队列，队头
void QueuePop(Queue* pq);//队列判空
bool QueueEmpty(Queue* pq);//取队头数据
QDataType QueueFront(Queue* pq);
//取队尾数据
QDataType QueueBack(Queue* pq);
//队列有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq);//销毁队列
void QueueDestroy(Queue* pq);

Queue.c

#include"Queue.h"void QueueInit(Queue* pq)
{assert(pq);pq->phead = pq->ptail = NULL;pq->size = 0;}// ⼊队列，队尾
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{assert(pq);//申请新结点QueueNode* newnode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));if (newnode == NULL){perror("malloc fail!");exit(1);}newnode->data = x;newnode->next = NULL;if (pq->phead == NULL){pq->phead = pq->ptail = newnode;}else{//队列不为空  pq->ptail->next = newnode;pq->ptail = newnode;//pq->ptail->next}pq->size++;
}//队列判空
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{assert(pq);return pq->phead == NULL && pq->ptail == NULL;}// 出队列，队头
void QueuePop(Queue* pq)
{assert(pq);assert(QueueEmpty(pq));//只有一个结点的情况，避免ptail成为野指针if (pq->phead == pq->ptail){free(pq->phead);pq->phead = pq->ptail = NULL;}else{//删除队头元素(多个结点的情况)QueueNode* next = pq->phead->next;free(pq->phead);pq->phead = next;}--pq->size;
}//取队头数据
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));return pq->phead->data;
}//取队尾数据
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));return pq->ptail->data;
}//队列有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq)
{assert(pq);int size = 0;QueueNode* pcur = pq->phead;/*while (pcur){size++;pcur = pcur->next;}return size;*/return pq->size;
}//销毁队列
void QueueDestroy(Queue* pq)
{assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));QueueNode* pcur = pq->phead;while (pcur){QueueNode* next = pcur->next;free(pcur); pcur = next;}pq->phead = pq->ptail = NULL;pq->size = 0;
}

test.c

#include"Queue.h"void QueueTest01()
{Queue q;QueueInit(&q);QueuePush(&q, 1);QueuePush(&q, 2);QueuePush(&q, 3);QueuePush(&q, 4);/*QueuePop(&q);QueuePop(&q);QueuePop(&q); QueuePop(&q);*//*printf("head:%d\n", QueueFront(&q));printf("tail:%d\n", QueueBack(&q));*//*printf("size :%d\n", QueueBack(&q));QueueDestroy(&q);*/
}int main()
{QueueTest01(); return 0;
}