【数据结构—队列的实现】

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文章目录

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前言

世上有两种耀眼的光芒，一种是正在升起的太阳，一种是正在努力学习编程的你!一个爱学编程的人。各位看官，我衷心的希望这篇博客能对你们有所帮助，同时也希望各位看官能对我的文章给与点评，希望我们能够携手共同促进进步，在编程的道路上越走越远！

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、队列

1.1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

二、队列的实现

队列（先进先出）有三种实现方案：数组、单向链表、双向链表
数组：队列是对尾入，对头出，但是数组尾插还可以，但是头删还得挪动数据，所以非常不方便的
单链表：单链表尾插入队列方便，头删也方便

2.1头文件的实现—Queue.h

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

typedef int QDataType;

typedef struct QueueNode
{
	QDataType val;
	struct QueueNode* next;
}QNode;



//尾入（*单向链表，我们要找尾，进行尾插，所以我们需要把头节点和尾节点的指针传进来，
//但是要进行头删，得频繁改变第一个节点得地址，所以我们得用二级指针，这样就更麻烦了）
//void QueuePush(QNode* phead,QNode* ptail, QDataType x);
头出
//void QueuePop(QNode* phead);


typedef struct Queue
{
	QNode* phead;
	QNode* ptail;
	int size;
}Queue;

//尾入（我们把第一个节点和尾节点放入一个结构体中，
//然后可以改变结构体成员，就可以实现第一个节点地址的频繁的更换）
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
//头出
void QueuePop(Queue* pq);

//初始化
void QueueInit(Queue* pq);
//销毁
void QueueDestroy(Queue* pq);

//取队头的数据
QDataType QueueFront(Queue* pq);
//取队尾的数据
QDataType QueueBack(Queue* pq);

//获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq);
//检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，如果非空返回0 
bool QueueEmpty(Queue* pq);

2.2源文件的实现—Queue.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include "queue.h"

//尾入（我们把第一个节点和尾节点放入一个结构体中，
//然后可以改变结构体成员，就可以实现第一个节点地址的频繁的更换）
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
	assert(pq);
	QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		return;
	}

	newnode->val = x;
	newnode->next = NULL;

	if (pq->ptail == NULL)
	{
		pq->phead = pq->ptail = newnode;
	}
	else
	{
		pq->ptail->next = newnode;
		pq->ptail = newnode;
	}
	pq->size++;
}
//头出
void QueuePop(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	//如果只剩一个节点的时候，phead往后走，此时ptail就是野指针
	assert(pq->phead);

	QNode* del = pq->phead;
	pq->phead = pq->phead->next;
	free(del);
	del = NULL;

	if (pq->phead == NULL)
	{
		pq->ptail = NULL;
	}
	pq->size--;
}

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

//销毁
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	QNode* cur = pq->phead;
	while (cur)
	{
		QNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	pq->phead = pq->ptail = NULL;
}

//取队头的数据
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->phead);
	return pq->phead->val;
}
//取队尾的数据
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->ptail);
	return pq->ptail->val;
}

//获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	return pq->size;
}
//检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，如果非空返回0 
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	
	return pq->phead == NULL;
}

2.3源文件的测试—test.c

#include "queue.h"

int main()
{
	Queue q;
	QueueInit(&q);
	QueuePush(&q, 1);
	QueuePush(&q, 2);
	QueuePush(&q, 3);
	QueuePush(&q, 4);
	QueuePush(&q, 5);
	while (!QueueEmpty(&q))
	{
		printf("%d ", QueueFront(&q));
		QueuePop(&q);
	}


	QueueDestroy(&q);
	return 0;
}

三、测试队列实际数据的展示

1、出入队列的方式：队尾插入数据，对头删除数据

2、出队列和入队列的关系：一对一的

3.1正常队列的出入

3.2入队列的同时存在出队列

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总结

好了，本篇博客到这里就结束了，如果有更好的观点，请及时留言，我会认真观看并学习。
不积硅步，无以至千里；不积小流，无以成江海。