队列（概念 结构 实现）

队列的概念

队列跟栈不同，队列两端都需要进行操作，但是队列只允许一端进行插入数据操作，一端进行删除数据操作。而队列的规定是先进先出（First In First Out），插入操作的一端称为队尾，进行删除操作的一端称为队头。

队列的结构

队列使用数组和链表都可以，使用数组的缺点是需要移动数据，而链表的缺点则是需要找到尾节点，不过我们可以额外定一个指向尾节点的指针，所以链表更加适合。（链表头删尾插）

队列的实现

链表节点结构体：

typedef int QDataType;
//链表结构体
typedef struct QueueNode 
{
	QDataType a;
	struct QueueNode* next;
}QNode;

我们需要一个指向队尾的链表指针，在写一个结构体，表示队列的结构体：

//队列结构体
typedef struct Queue
{
	QNode* head;
	QNode* tail;
	int size;
}Queue;

额外增加了一个size，可以用来判断队列是否为空，也可以获取队列中有效元素个数。

入栈就是链表的尾插（有了尾节点指针，就不需要每次插入数据遍历链表了），出栈就是链表的头删：

//初始化队列
void QInit(Queue* q);
//队尾入列
void QPush(Queue* q, QDataType x);
//队头出列
void QPop(Queue* q);
//检查是否为空
bool QEmpty(Queue* q);
//队列中有效元素个数
int QSize(Queue* q);
//获取队列头部元素
QDataType QFront(Queue* q);
//获取队尾元素
QDataType QBack(Queue* q);
//销毁队列
void QDestroy(Queue* q);

//初始化队列
void QInit(Queue* q)
{
	assert(q);

	q->head = q->tail = NULL;
	q->size = 0;
}

//销毁队列
void QDestroy(Queue* q)
{
	assert(q);

	QNode* cur = q->head;

	while (cur)
	{
		QNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}

	q->head = q->tail = NULL;
	q->size = 0;
}

//获取队列头部元素
QDataType QFront(Queue* q)
{
	assert(q);
	assert(!QEmpty(q));

	return q->head->a;
}

//获取队尾元素
QDataType QBack(Queue* q)
{
	assert(q);
	assert(!QEmpty(q));

	return q->tail->a;
}

//检查是否为空
bool QEmpty(Queue* q)
{
	assert(q);

	//return q->head == NULL && q->tail == NULL;
    return q->size == 0;
}

//队列中有效元素个数
int QSize(Queue* q)
{
	assert(q);

	return q->size;
}

//队尾入列
void QPush(Queue* q, QDataType x)
{
	assert(q);
	QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	newnode->a = x;
	newnode->next = NULL;

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



//队头出列
void QPop(Queue* q)
{
	assert(q);
	assert(q->head != NULL);

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

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225. 用队列实现栈 - 力扣（LeetCode）

232. 用栈实现队列 - 力扣（LeetCode）