【C数据结构】非循环队列和循环队列（链表与顺序表实现）

最新推荐文章于 2023-01-10 23:49:18 发布

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最新推荐文章于 2023-01-10 23:49:18 发布 · 854 阅读

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#链表 #数据结构 #c语言

本文详细介绍了队列的概念和特性，包括先进先出的原则，并展示了非循环队列和循环队列的实现，涵盖了单链表和顺序表两种数据结构。在单链表实现中，队列的初始化、入队、出队、查看队头和队尾以及计算队列长度等操作得到了实现。而在顺序表实现中，特别讨论了扩容和循环的效果。最后，文章探讨了循环队列的实现，包括链表和顺序表的循环逻辑，以及如何处理队列的满和空状态。

文章目录

1、认识队列

在这里插入图片描述

队列的一大特点就是先进先出，后如后出。队列是有序的，从头出，从尾入。

一个很形象的应用就是医院的挂号机，有序的每次叫队列队头的号码，机器每次从记录的队尾加数据。

2、队列实现

一个队列需要实现的操作如下。

入队
出队
查看队头
查看队尾
计算队长度

结构的选择有顺序表和链表，从优缺点来看。

入队，顺序表和链表尾插的效率都一样，但在空间上链表更好，不会浪费空间。
出队，顺序表头删的效率低于链表头删的效率。
查看队头，都比较容易。
查看队尾，顺序表比较容易，链表需要遍历在尾部查看，如果没有建立尾指针的话。
计算对长度，顺序表本身记录了，链表需要遍历计算。

似乎都有自己擅长的领域，那么都实现一遍吧。

3、非循环队列单链表写法

3.1、测试页和头文件

为了在实现一些功能上更加的便利，在创建队列的结构体中创建头尾指针变量，以及一个size记录长度。

头文件中

//Queue.h
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>

typedef int QDataType;

typedef struct QueueNode 
{
   
   
	struct QueueNode* next;
	QDataType data;
}QueueNode;

//队列结构体 有效避免二级指针
typedef struct Queue 
{
   
   
	QueueNode* front;
	QueueNode* tail;
	int size;
}Queue;

//初始化队列
void QueueInit(Queue* pq);

//销毁队列
void QueueDestroy(Queue* pq);

//入队
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);

//出队
void QueuePop(Queue* pq);

//返回队头数据
QDataType QueueFront(Queue* pq);

//返回队尾数据
QDataType QueueBack(Queue* pq);

//队列大小
int QueueSize(Queue* pq);

//判空
bool QueueEmpty(Queue* pq);

测试文件中

//Test.c
#include"Queue.h"
void QueueTest1() 
{
   
   
	Queue p;
	QueueInit(&p);
	QueuePush(&p, 1);
	QueuePush(&p, 2);
	QueuePush(&p, 3);
	///*QueuePop(&p);
	//QueuePop(&p);
	//QueuePop(&p);*/
	printf("%d\n", QueueSize(&p));
	while (!QueueEmpty(&p))
	{
   
   
		printf("%d ",QueueFront(&p));
		QueuePop(&p);
	}
	QueueDestroy(&p);
}


int main() 
{
   
   
	QueueTest1();
	return 0;
}

3.2、接口函数的实现

队列的函数实现比较容易

#include"Queue.h"

//初始化队列
void QueueInit(Queue* pq)
{
   
   
	assert(pq);

	pq->front = NULL;
	pq->tail = NULL;
	pq->size = 0;
}

//销毁队列
//从头到尾一次一个结点销毁
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
   
   
	assert(pq);
	QueueNode* p = pq->front;
	while (p)
	{
   
   
		QueueNode* cur = p;
		p = p->next;
		free(cur);
	}
	pq->front = NULL;
	pq->tail = NULL;
	pq->size = 0;
}

//入队
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
   
   
	assert(pq);
	
	//先创建新结点
	QueueNode* newnode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));
	if (newnode == NULL)
	{
   
   
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	newnode