数据结构之队列

最新推荐文章于 2025-07-28 14:53:07 发布

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分类专栏：数据结构文章标签：数据结构链表

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本文介绍队列的基本概念与结构，并详细讲解使用链表实现队列的方法，包括初始化、入队、出队等核心操作。

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文章目录

一、队列的概念和结构

1.队列的概念

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。

2.队列的结构

在这里插入图片描述

二、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，因为如果使用链表的结构，出队列在链表表头上出数据，效率会比较高。
在这里插入图片描述

1.结构定义

用链式结构定义队列

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

定义队列的队头和队尾

typedef struct Queue
{
	QNode* head;
	QNode* tail;
	int size;
}Queue;

2.队列的初始化

void QueueInit(Queue* pq);

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

3.入队列

先开辟一个新节点，如果本来没有节点，直接拿来当队头队尾。要是有节点直接尾插即可。

void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);

void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
	assert(pq);
	QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	else
	{
		newnode->data = x;
		newnode->next = NULL;
	}

	if (pq->tail == NULL)
	{
		pq->head = pq->tail = newnode;
	}
	else
	{
		pq->tail->next = newnode;
		pq->tail = newnode;
	}
	pq->size++;
}

4.出队列

记得判断队列是否为空。
如果只有一个节点，直接释放。若是多个节点，先保存，进到下一个位置，再删除保存的节点。

void QueuePop(Queue* pq);

void QueuePop(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));

	if (pq->head->next == NULL)
	{
		free(pq->head);
		pq->head = pq->tail = NULL;
	}
	else
	{
		QNode* del = pq->head;
		pq->head = pq->head->next;
		free(del);
	}
	pq->size--;
}

5.获取队头元素

判断队列是否为空。

QDataType QueueFront(Queue* pq);

QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));

	return pq->head->data;
}

6.获取队尾元素

判断队列是否为空。

QDataType QueueBack(Queue* pq);

QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));

	return pq->tail->data;
}

7.判断队列是否为空

bool QueueEmpty(Queue* pq);

bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
	assert(pq);

	return pq->head == NULL && pq->tail == NULL;
}

8.获取队列长度

int QueueSize(Queue* pq);


int QueueSize(Queue* pq)
{
	assert(pq);

	return pq->size;
}

9.队列销毁

遍历销毁即可，记得释放保存的前一个节点。

void QueueDestroy(Queue* pq);

void QueueDestroy(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	QNode* cur = pq->head;
	while (cur)
	{
		QNode* del = cur;
		cur = cur->next;
		free(del);
	}
	pq->head = pq->tail = NULL;
}