队列(C语言)

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前言
1.队列的概念及结构
2.队列的实现
3.相关操作的具体实现
3.1.初始化队列(QueueInit)和销毁队列(QueueDestory)
3.2.队尾入队(QueuePush)和队头出队(QueuePop)
3.3.判空(QueueEmpty)、获得队尾元素(QueueBack)以及获得队头元素(QueueFront)

前言

前面我们学习了栈的相关操作，现在我们学习跟栈类似的数据结构—队列。

1.队列的概念及结构

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。

在这里插入图片描述

2.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，因为如果使用数组的结构，出队列在数组头上出数据，效率会比较低。
队列的实现基于了链表，相关的操作跟链表都差不多。

#pragma once
#include<assert.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
typedef int QDataType;
typedef struct QNode
{
	struct QNode* next;
	QDataType data;
}QNode;
typedef struct Queue
{
	QNode* phead;
	QNode* ptail;
	int size;
}Queue;
//初始化队列
void QueueInit(Queue* pq);
//销毁队伍
void QueueDestory(Queue* pq);
//队尾入队
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
//队头出队
void QueuePop(Queue* pq);
//判空
int QueueEmpty(Queue* pq);
//获得队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* pq);
//获得队头元素
QDataType QueueFront(Queue* pq);

3.相关操作的具体实现

3.1.初始化队列(QueueInit)和销毁队列(QueueDestory)

//初始化队列
void QueueInit(Queue* pq) {
	assert(pq);
	pq->phead = pq->ptail = NULL;
	pq->size = 0;
}
//销毁队伍
void QueueDestory(Queue* pq) {
	assert(pq);
	QNode* pcur = pq->phead;
	while (pcur) {
		QNode* next = pcur->next;
		free(pcur);
		pcur = next;
	}
	pq->size = 0;
}

3.2.队尾入队(QueuePush)和队头出队(QueuePop)

//队尾入队
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x) {
	assert(pq);
	QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	if (newnode == NULL) {
		perror("malloc fail");
		return;
	}
	newnode->next = NULL;
	newnode->data = x;
	if (pq->ptail == NULL) {
		pq->phead = pq->ptail = newnode;
	}
	else {
		pq->ptail->next = newnode;
		pq->ptail = newnode;
	}
	pq->size++;
}
//队头出队
void QueuePop(Queue* pq) {
	assert(pq);
	assert(pq->size > 0);
	if (pq->phead == pq->ptail) {
		free(pq->phead);
		pq->phead = pq->ptail = NULL;
	}
	else {
		QNode* next = pq->phead->next;
		free(pq->phead);
		pq->phead = next;
	}
	pq->size--;
}

3.3.判空(QueueEmpty)、获得队尾元素(QueueBack)以及获得队头元素(QueueFront)

//判空
int QueueEmpty(Queue* pq) {
	assert(pq);
	return pq->size == 0;
}
//获得队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* pq) {
	assert(pq);
	assert(pq->ptail);
	return pq->ptail->data;
}
//获得队头元素
QDataType QueueFront(Queue* pq) {
	assert(pq);
	assert(pq->phead);
	return pq->phead->data;
}