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前言
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本文介绍队列的定义以及常见的接口实现。
一、队列是什么?
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(First In First Out) 的性质。
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

二、队列的接口实现(链式队列)
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。而使用双向链表虽然方便但并不是没有代价的,对于队列我们使用单链表就足够了。
0. 声明
typedef int QueueDataType;
//声明单链表
typedef struct QueueNode
{
QueueDataType val;
struct QueueNode* next;
}QNode;
//格外声明一个结构体,存放链表节点中的两个指针,以便后续传参只传该结构体即可
typedef struct
{
QNode* phead; //头指针
QNode* ptail; //尾指针
int size; //队内有效元素个数
}Queue;
注释:
-
由于后期我们可能会改变结构体存储数据的类型,而一但更改,我们需要对每一个调用该类型的地方进行修改,十分麻烦,使用typedef对数据的类型进行重命名,这样以后要更换类型只需要更改此处就可以达到全文替换的目的。
-
重命名简便后续输入,注意我们为什么不直接命名简便一点呢?每个命名都是基于英文单词的释义,这样可以增加在多人协作,以及后续维护代码时的可读性。
1. 创建并初始化
void QueueInit(Queue* pq)
{
assert(pq);
pq->phead = pq->ptail = NULL;
pq->size = 0; //更新有效元素
}

2. 销毁
void QueueDestory(Queue* pq)
{
assert(pq);
QNode* cur = pq->phead;
while (cur)
{
QNode* tmp = cur;
cur = cur->next;
free(tmp);
}
pq->phead = pq->ptail = NULL; //注意头指针和尾指针均置空
pq->size = 0; //更新有效元素
}
3. 队尾入队(插入)
//队尾入队(插入)
void QueuePush(Queue* pq,QueueDataType x)
{
assert(pq);
//只有插入需要开辟空间,不需要单独写一个接口
//1.开辟新节点,检验成功后初始化
QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
if (newnode == NULL)
{
perror("malloc fail");
exit(-1);
}
newnode->val = x;
newnode->next = NULL;
//2.分情况插入 - 为空;不为空
if (pq->phead == NULL)
{
pq->phead = pq->ptail = newnode;
}
else
{
newnode->next = pq->ptail;
pq->ptail = newnode;
}
pq->size++; //更新有效元素个数
}

4. 队头出队(删除)
void QueuePop(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(pq->phead); //为空时不能再出栈了
QNode* tmp = pq->phead;
pq->phead = pq->phead->next;
free(tmp);
//仅有一个节点时,需要置空尾指针
if (pq->phead = NULL)
pq->ptail = NULL;
pq->size--; //更新有效元素个数
}

5. 获取队头元素值
QueueDataType QueueFront(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(pq->phead); //为空时没有元素,不能访问队头
return pq->phead->val;
}
6. 获取队尾元素值
QueueDataType QueueBack(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(pq->ptail); //为空时没有元素,不能访问队尾
return pq->ptail->val;
}
7. 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->size;
}
8. 检查队列是否为空
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->phead == NULL; //利用表达式返回值,表达式为真则返回1,为假则返回0
}
总结
本文介绍了栈的概念和结构,并实现了常见的接口。本文的每一段代码都带有注释,对于难懂点使用格外标注以及图表方式辅助理解,如果对你有所帮助,还望点赞收藏支持博主。
文章中有什么不对的丶可改正的丶可优化的地方,欢迎各位来评论区指点交流,博主看到后会一一回复。
本文详细介绍了队列的基本概念、链式队列的实现方法,包括创建、初始化、销毁、队尾入队、队头出队等接口,并强调了使用链表结构的优势。每个操作都有代码示例和注释,便于理解和学习。
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