数据结构之队列

目录

一、什么是队列

二、队列的C语言实现

2.1 queue.h

2.2 queue.c

三、与链表的实现比较

一、什么是队列

队列（Queue）是一种常见的数据结构，它按照先进先出（FIFO，First In First Out）的原则管理数据。这意味着最先进入队列的元素将首先被移除。队列通常具有以下主要操作：

1. 入队（Enqueue）：在队列的尾部插入元素。
2. 出队（Dequeue）：从队列的头部移除元素。

通常队列还会支持其他操作，比如：

• 查看队列的头部元素（Front）
• 查看队列的尾部元素（Back）
• 判空（isEmpty）：检查队列是否为空。
• 获取队列的大小（Size）：获取队列中元素的数量。

二、队列的C语言实现

2.1 queue.h

#pragma once

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

typedef int QDataType;

typedef struct QueueNode
{
	struct QueueNode* next;   //指向下一节点的指针
	QDataType val;            //保存的数据
}QNode;

typedef struct Queue
{
	QNode* phead;            //头指针
	QNode* ptail;            //尾指针
	int size;                //队列大小
}Queue;

//队列初始化
void QueueInit(Queue* pq);
//队列销毁
void QueueDestroy(Queue* pq);
//队列尾插
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
//队列头删
void QueuePop(Queue* pq);
//队列的节点个数
int QueueSize(Queue* pq);
// 取队头的数据
QDataType QueueFront(Queue* pq);
// 取队尾的数据
QDataType QueueBack(Queue* pq);
//判断队列是否为空
bool QueueEmpty(Queue* pq);

2.2 queue.c

#include"queue.h"

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

void QueueDestroy(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	QNode* pcur = pq->phead;

	while (pcur)
	{
		QNode* temp = pcur->next;
		free(pcur);
		pcur = temp;
	}
	pq->phead = pq->ptail = NULL;
	pq->size = 0;
}

QNode* InitNewnode(QDataType x)
{
	QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc");
		exit(1);
	}
	newnode->val = x;
	newnode->next = NULL;
	return newnode;
}

void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
	assert(pq);
	QNode* newnode = InitNewnode(x);
	if (pq->phead == NULL)
	{
		pq->phead = pq->ptail = newnode;
	}
	else
	{
		pq->ptail->next = newnode;
		pq->ptail = newnode;
	}

	pq->size++;
}

void QueuePop(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->size != 0);
	if (pq->phead->next == NULL)
	{
		free(pq->phead);
		pq->phead = pq->ptail = NULL;
	}

	QNode* temp = pq->phead->next;
	free(pq->phead);
	pq->phead = temp;
	pq->size--;
} 

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

	return pq->size == 0;
}

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

	return pq->phead->val;
}

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

	return pq->ptail->val;
}

三、与链表的实现比较

采用结构体实现队列，方法类似于单链表的实现。

关于单链表请见博主的另一篇博客：http://t.csdnimg.cn/EgIJJ

• 单链表实现的原理要改变指针的指向，所以另一篇博客中采用了二级指针的方式实现。
• 在本文中，将指针放于结构体中，仅仅通过传结构体指针修改结构体来实现对指针的修改，代码更加简洁。