【数据结构】队列的实现-优快云博客

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前言

队列和堆类似，也是一种特殊的线性表，我们在有了顺序表和链表的知识的基础上，再来学习队列，掌握起来就更加简单了。

一.初识队列

1.队列的概念

队列是一种特殊的线性表，其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，其遵循先入先出的规则。

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，即队尾入数据，队头出数据。

2.队列的结构

队头出数据，队尾入数据示意图：

结合图，我们能更确切的理解队列的原则：先入先出

二.队列的实现

队列的实现可以使用数组也可以使用链表，我们选择使用链表，因为队列要进行头部数据的操作，使用链表更为方便。

因为我们会在头部尾部均进行操作，所以我们定义两个指针：头指针和尾指针

Queue.h

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
#include<stdlib.h>
typedef char QDataType;
typedef struct QListNode
{
	struct QListNode* next;
	QDataType data;
}QNode;
typedef struct Queue
{
	QNode* phead;
	QNode* ptail;
	int size;
}Queue;
//初始化队列
void QueueInit(Queue* pq);
//队尾入队列
void QueuePush(Queue* pq, QDataType data);
//队头出队列
void QueuePop(Queue* pq);
//获取队伍头部数据
QDataType QueueFront(Queue* pq);
//获取队伍尾部数据
QDataType QueueBack(Queue* pq);
//获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq);
//判断队列是否为空
bool QueueEmpty(Queue* pq);
//销毁队列
void QueueDestroy(Queue* pq);

Queue.c

#include"Queue.h"
//队列初始化
void QueueInit(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	pq->phead = NULL;
	pq->ptail = NULL;
	pq->size = 0;
}
//队尾入队列
void QueuePush(Queue* pq, QDataType data)
{
	assert(pq);
	QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		return;
	}
	newnode->data = data;
	newnode->next = NULL;
	if (pq->ptail)
	{
		pq->ptail->next = newnode;
		pq->ptail = newnode;
	}
	else
	{
		pq->ptail = pq->phead = newnode;
	}
	pq->size++;
}
//队头出队列
void QueuePop(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->phead != NULL);
	if (pq->phead->next == NULL)
	{
		free(pq->phead);
		pq->phead = pq->ptail = NULL;
	}
	else
	{
		QNode* next =pq-> phead->next;
		free(pq->phead);
		pq->phead = next;
	}
	pq->size--;
}
//获取队伍头部数据
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->phead != NULL);
	return pq->phead->data;
}
//获取队伍尾部数据
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->ptail != NULL);
	return pq->ptail->data;
}
//获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	return pq->size;
}
//判断队列是否为空
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	return pq->size == 0;
}
//销毁队列
void QueueDestroy(Queue* pq) {
	assert(pq);
	QNode* cur = pq->phead;
	while (cur)
	{
		QNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	pq->phead = pq->ptail = NULL;
	pq->size = 0;
}

队列的初始化和销毁

因为我们队列的实现是用链表实现的，链表的销毁要一个节点一个节点进行销毁。