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数据结构 | 队列的实现

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

队列的实现

• 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。

队列的实现

头文件，需要实现的接口

Queue.h

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>typedef int QDataType;typedef struct QListNode
{QDataType val;struct QListNode* next;
}QNode;
// 队列的结构
typedef struct Queue
{QNode* phead;QNode* ptail;QDataType size;
}Queue;
// 初始化队列
void QueueInit(Queue* pq);
// 队尾入队列
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
// 队头出队列
void QueuePop(Queue* pq);
// 获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* pq);
// 获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* pq);
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq);
// 检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，如果非空返回0
int QueueEmpty(Queue* pq);
// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* pq);

初始化队列

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

队尾入队列【重点】

void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{assert(pq);QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));if (newnode == NULL){perror("malloc fail!\n");return;}newnode->val = x;newnode->next = NULL;if (pq->ptail == NULL){pq->phead = pq->ptail = newnode;}else{pq->ptail->next = newnode;pq->ptail = newnode;}pq->size++;
}

队头出队列【重点】

void QueuePop(Queue* pq)
{assert(pq);assert(pq->phead);QNode* del = pq->phead;pq->phead = pq->phead->next;free(del);del = NULL;if (pq->phead == NULL)pq->ptail = NULL;pq->size--;
}

获取队列头部元素

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

获取队列队尾元素

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

获取队列中有效元素个数

int QueueSize(Queue* pq)
{assert(pq);return pq->size;
}

检测队列是否为空

int QueueEmpty(Queue* pq)
{assert(pq);return pq->phead == 0;
}

销毁队列

void QueueDestroy(Queue* pq)
{assert(pq);QNode* cur = pq->phead;while (cur != NULL){QNode* next = cur->next;free(cur);cur = next;}pq->phead = pq->ptail = NULL;pq->size = 0;
}

Queue.c

#include"Queue.h"// 初始化队列
void QueueInit(Queue* pq)
{assert(pq);pq->phead = pq->ptail = NULL;pq->size = 0;
}
// 队尾入队列
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{assert(pq);QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));if (newnode == NULL){perror("malloc fail!\n");return;}newnode->val = x;newnode->next = NULL;if (pq->ptail == NULL){pq->phead = pq->ptail = newnode;}else{pq->ptail->next = newnode;pq->ptail = newnode;}pq->size++;
}
// 队头出队列
void QueuePop(Queue* pq)
{assert(pq);assert(pq->phead);QNode* del = pq->phead;pq->phead = pq->phead->next;free(del);del = NULL;if (pq->phead == NULL)pq->ptail = NULL;pq->size--;
}
// 获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{assert(pq);assert(pq->phead);return pq->phead->val;
}
// 获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{assert(pq);assert(pq->ptail);return pq->ptail->val;
}
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq)
{assert(pq);return pq->size;
}
// 检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，如果非空返回0
int QueueEmpty(Queue* pq)
{assert(pq);return pq->phead == 0;
}
// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* pq)
{assert(pq);QNode* cur = pq->phead;while (cur != NULL){QNode* next = cur->next;free(cur);cur = next;}pq->phead = pq->ptail = NULL;pq->size = 0;
}

好了，队列的实现就到这里结束了，有用的话点个赞吧~~