数据结构篇之--队列（五）

目录

一、队列的概念

二、基本实现逻辑

1、接口设计

2、接口实现

3、接口验证

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一、队列的概念

应用场景：比如我们去银行取号办理业务，首先要先取一个号，然后开始排队等待。比我们先取号的先办理业务，比我们慢取号的排在我们后面等待。

以上就是队列的一个特性：先进先出。

二、基本实现逻辑

使用单向链表实现。

入队操作：在链表尾部添加一个新节点

出队操作：在链表头部删除一个节点

1、接口设计

typedef struct {
    int  id;
    char name[32];
}Data;   // 储存数据的结构体

typedef struct QueueNode{
    Data   data;                // 数据域
    struct QueueNode *next;     // 指针域
}QNode;

typedef struct {
    QNode *front;       // 队首索引, 头删(出队)
    QNode *rear;        // 队尾索引, 尾增(入队)
    int size;           // 当前队列大小
} Queue;


// 初始化队列
Queue* initQueue();
// 检查队列是否为空
bool isEmpty(Queue* q);
// 入队操作
void enqueue(Queue* q, Data *data);
// 出队操作
void dequeue(Queue* q);
// 查看队首元素
int peek(Queue* q);
// 销毁队列
void destroyQueue(Queue* q);

2、接口实现

// 初始化队列
Queue* initQueue()
{
    Queue *q = calloc(1, sizeof(Queue));

    if(NULL == q)
        return NULL;

    q->front = NULL;
    q->rear  = NULL;
    q->size  = 0;

    return q;
}

// 检查队列是否为空
bool isEmpty(Queue* q)
{
    if(NULL == q->front && \
       NULL == q->rear  && \
       0 == q->size)
        return true;

    return false;
}

// 入队操作
void enqueue(Queue* q, Data *data)
{
    QNode *newNode = NULL;

    if(NULL == q)
        return;
    
    newNode = calloc(1, sizeof(QNode));
    if(NULL == newNode)
        return;

    memcpy(&newNode->data, data, sizeof(Data));
    newNode->next = NULL;
    if(isEmpty(q))
    {
        q->front = newNode;
        q->rear = newNode;
    }
    else
    {
        q->rear->next = newNode;
        q->rear = newNode;
    }
    q->size ++;

    printf("enqueue succ: name(%s), id(%d)\n", newNode->data.name, newNode->data.id);
}

// 出队操作
void dequeue(Queue* q)
{
    QNode *tmpNode = NULL;

    if(NULL == q)
        return;

    if(isEmpty(q))
        return;

    printf("dequeue succ: name(%s), id(%d)\n", q->front->data.name, q->front->data.id);

    tmpNode = q->front->next;
    free(q->front);
    q->front = tmpNode;
    q->size --;

    if(NULL == q->front)
        q->rear = NULL;
}

// 查看队首元素
int peek(Queue* q)
{
    if(NULL == q)
        return -1;

    if(isEmpty(q))
        return -1;

    printf("peek: name(%s), id(%d)\n", q->front->data.name, q->front->data.id);
    return 0;
}

// 销毁队列
void destroyQueue(Queue* q)
{
    if(NULL == q)
        return;

    while(0 != q->size)
        dequeue(q);

    free(q);
}

3、接口验证

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

int main(void)
{
    Queue *q = initQueue();
    Data data1 = {1, "test1"};
    Data data2 = {2, "test2"};
    Data data3 = {3, "test3"};
    Data data4 = {4, "test4"};
    Data data5 = {5, "test5"};

    if(NULL == q)
        printf("initQueue error\n");

    if(isEmpty(q))
        printf("Queue is empty now\n");

    // 入队
    enqueue(q, &data1);
    enqueue(q, &data2);
    enqueue(q, &data3);
    enqueue(q, &data4);
    enqueue(q, &data5);
    peek(q);

    // 出队
    dequeue(q);
    dequeue(q);
    peek(q);

    destroyQueue(q);

    return 0;
}

编译&执行：

注：一个使用单向链表实现队列的可视化链接：Linked List Queue Visualization