【数据结构初阶】队列

hello！

目录

一、概念与结构

二、队列的实现

Queue.h

Queue.c

test.c

一、概念与结构

1、概念：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，队列具有先进先出的特性。

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、队列底层结构的选择

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。

二、队列的实现

Queue.h

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>

//定义队列结点的结构
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
	QDataType data;
	struct QueueNode* next;
}QueueNode;

//定义队列的结构
typedef struct Queue
{
	struct QueueNode* phead;
	struct QueueNode* ptail;
	int size;   //保存队列有效数据的个数
}Queue;

//初始化
void QueueInit(Queue* pq);

//入队列
void QueuePush(Queue* pq,QDataType x);

//判空
bool QueueEmpty(Queue* pq);

//出队列
void QueuePop(Queue* pq);

//取队头数据
QDataType QueueFront(Queue* pq);

//取队尾数据
QDataType QueueBack(Queue* pq);

//队列有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq);

//销毁队列
void  QueueDestroy(Queue* pq);

Queue.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Queue.h"

//初始化
void QueueInit(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	pq->phead = pq->ptail = NULL;
	pq->size = 0;
}

//入队列
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
	assert(pq);
	//申请新结点
	QueueNode* newnode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail!");
		exit(1);
	}
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;

	if (pq->phead == NULL)
	{
		//若队列为空
		pq->phead = pq->ptail = newnode;
	}
	else
	{
		//若队列不为空
		pq->ptail->next = newnode;
		pq->ptail = newnode;
	}
	pq->size++;
}

//判空
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	return pq->phead == NULL;
}

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

	//若队列里只有一个结点，避免ptail变成野指针
	if (pq->phead == pq->ptail)
	{
		free(pq->phead);
		pq->phead = pq->ptail = NULL;
	}
	else
	{
		//队列不止一个结点
		QueueNode* next = pq->phead->next;
		free(pq->phead);
		pq->phead = next;
	}
	--pq->size;
}

//取队头数据
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));

	return pq->phead->data;
}

//取队尾数据
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));

	return pq->ptail->data;
}

//队列有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq)
{
	assert(pq);

	return pq->size;
}

//销毁队列
void  QueueDestroy(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));

	QueueNode* pcur = pq->phead;
	while (pcur)
	{
		QueueNode* next = pcur->next;
		free(pcur);
		pcur = next;
	}
	pq->ptail = pq->phead = NULL;
	pq->size = 0;
}

test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Queue.h"

void QueueTest01()
{
	Queue q;
	QueueInit(&q);
	QueuePush(&q, 1);
	QueuePush(&q, 2);
	QueuePush(&q, 3);
	QueuePush(&q, 4);

	QueuePop(&q);
	/*QueuePop(&q);
	QueuePop(&q);
	QueuePop(&q);*/


	printf("head:%d\n",QueueFront(&q));
	printf("tail:%d\n",QueueBack(&q));

	printf("size:%d\n",QueueSize(&q));
	
	QueueDestroy(&q);

}

int main()
{
	QueueTest01();
	return 0;
}

我是云边有个稻草人

期待与你的下一次相遇！