[简述]数据结构-队列(c语言实现)

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#数据结构 #算法 #队列 #代码 #C语言

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本文介绍队列数据结构的基本概念及其实现方法，包括队列的抽象数据类型定义、顺序存储结构和链式存储结构，并提供C语言具体实现代码。

[简述]数据结构-队列(c语言实现)

second60 20180422

1. 队列的定义

队列是仅允许在一端进行插入，别一端进行删除的线性表。

插入一端叫队尾rear，删除一端叫队首front。

队列的特点是：先进先出。

2. 队列的抽象数类型定义

ADT Queue

{

数据对象：

D={ai | i<=i <= n,n>=0,ai ElemType类型}

数据关系：

R={<ai, ai+1> | ai,ai+1为D}

基本运算：

InItQueue(&q):初始化队列

ClearQueue(&q):销毁队列

QueueEmpty(s):队列是否空

EnQueue(&q,e):入队

DeQueue(&q,&e):出队

}ADT Queue

3. 队列的顺序储存结构

typedef struct

{

ElemType data[MAXSIZE];

int front,rear;

}SqQueue;

队空的判断： q->rear == q->front

队满的判断： (q->rear+1) % MAXSIZE == q->front

这里有个坑，最大大小为MAXSIZE-1

算法代码如下，C语言实现，已编译通过：

#include "stdio.h"

#define MAXSIZE 6

typedef int ElemType;

typedef struct

{

ElemType data[MAXSIZE];

int front, rear;

}SqQueue;

void InitQueue(SqQueue **q)

{

*q = (SqQueue*)malloc(sizeof(SqQueue));

(*q)->front = (*q)->rear = 0;

}

void ClearQueue(SqQueue **q)

{

if(q != NULL && (*q) != NULL)

free(*q);

}

int QueueEmpty(SqQueue *q)

{

return (q->front == q->rear);

}

int EnQueue(SqQueue **q,ElemType e)

{

if(((*q)->rear+1) % MAXSIZE == (*q)->front)

return 0;

(*q)->rear=((*q)->rear +1) %MAXSIZE;

(*q)->data[(*q)->rear] = e;

return 1;

}

int DeQueue(SqQueue **q, ElemType *e)

{

if((*q)->front == (*q)->rear)

return 0;

(*q)->front = ((*q)->front+1) %MAXSIZE;

*e = (*q)->data[(*q)->front];

return 1;

}

int DispQueue(SqQueue *q)

{

int start = q->front+1;

int end = (q->rear+1)%MAXSIZE;

if(q->front == q->rear)

return 0;

for(; start != end;)

{

printf("%d ",q->data[start]);

start = (start+1)%MAXSIZE;

}

printf("\n");

return 1;

}

int main()

{

int value = 0;

SqQueue *q;

InitQueue(&q);

EnQueue(&q,12);

EnQueue(&q,13);

EnQueue(&q,14);

EnQueue(&q,15);

EnQueue(&q,16);

EnQueue(&q,17);

DispQueue(q);

DeQueue(&q,&value);

printf("DeQueue=%d\n",value);

DispQueue(q);

DeQueue(&q,&value);

printf("DeQueue=%d\n",value);

DispQueue(q);

DeQueue(&q,&value);

printf("DeQueue=%d\n",value);

DispQueue(q);

EnQueue(&q,18);

DispQueue(q);

EnQueue(&q,19);

DispQueue(q);

EnQueue(&q,20);

DispQueue(q);

getchar();

return 1;

}

4. 队列的链式储存结构

队列的链式，头结点，只需保存两个指针，头结点指针和尾结点指针。

数据结点，包存数据和下一个结点指针。

数据类型定义

typedef struct qnode

{

ElemType data;

struct qnode *next;

}QNode;

链队结点：

typedef strut

{

QNode *front;

QNode *rear;

}LiQueue;

算法实现，C语言，已自测通过：

#include "stdio.h"

#define MAXSIZE 6

typedef int ElemType;

typedef struct qnode

{

ElemType data;

struct qnode *next;

}QNode;

typedef struct

{

QNode *front;

QNode *rear;

}LiQueue;

void InitQueue(LiQueue **q)

{

*q = (LiQueue*)malloc(sizeof(LiQueue));

(*q)->front = (*q)->rear = NULL;

}

void ClearQueue(LiQueue **q)

{

QNode *p = (*q)->front,*r;

if(p!= NULL)

{

r = p->next;

while(r!=NULL)

{

free(p);

p=r;

r = p->next;

}

free(*q);

}

int QueueEmpty(LiQueue *q)

{

if(q->rear == NULL)

return 1;

else

return 0;

}

int EnQueue(LiQueue **q,ElemType e)

{

QNode *s;

s = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));

s->data = e;

s->next = NULL;

if((*q)->rear == NULL)

(*q)->front = (*q)->rear = s;

else

{

(*q)->rear->next = s;

(*q)->rear = s;

}

int DeQueue(LiQueue **q, ElemType *e)

{

QNode *t;

if((*q)->rear == NULL)

return 0;

t = (*q)->front;

if((*q)->front == (*q)->rear)

(*q)->front = (*q)->rear = NULL;

else

(*q)->front = (*q)->front->next;

*e = t->data;

free(t);

return 1;

}

int DispQueue(LiQueue *q)

{

QNode *p = q->front;

if(q->rear == NULL)

return 0;

while(p!=NULL)

{

printf("%d ",p->data);

p = p->next;

}

printf("\n");

return 1;

}

int main()

{

int value = 0;

LiQueue *q;

InitQueue(&q);

EnQueue(&q,112);

EnQueue(&q,113);

EnQueue(&q,114);

EnQueue(&q,115);

EnQueue(&q,116);

EnQueue(&q,117);

DispQueue(q);

DeQueue(&q,&value);

printf("DeQueue=%d\n",value);

DispQueue(q);

DeQueue(&q,&value);

printf("DeQueue=%d\n",value);

DispQueue(q);

DeQueue(&q,&value);

printf("DeQueue=%d\n",value);

DispQueue(q);

EnQueue(&q,118);

DispQueue(q);

EnQueue(&q,119);

DispQueue(q);

EnQueue(&q,210);

DispQueue(q);

getchar();

return 1;

}

5. 队列的运用

队列的运用非常广泛，如消息队列，调度系统等

6. 总结

队列和栈一样，都是用的很平常的数据结构，是数据结构的基础。很多系统的实现，都采用了队列的原理，特点是现在常用的消息队列系统。如：kafka, mq等。