数据结构与算法 | 队列

队列

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，队列具有先进先出的特性，就如同我们排队一样，先排的就先出去。

而进行插入的一端叫做队尾，进行删除的一端叫做队头

队列可以用顺序表和链表的结构来实现，在这里我们就用链表来实现。

如入队1， 2， 3，4

先入一个4

在出一个1

队列的出入队操作就是通过控制队尾和队首指针来实现的

当我们再全部出队列时，就从1，2，3，4还是1， 2， 3，4

这里我们就使用链表的结构来实现队列

数据结构

typedef int DataType;typedef struct QListNode{struct QListNode* next;DataType data;}QNode;// 队列的结构 typedef struct Queue{QNode* front;QNode* rear;}Queue;

实现的接口

// 初始化队列 void QueueInit(Queue* q);// 队尾入队列 void QueuePush(Queue* q, DataType data);// 队头出队列 void QueuePop(Queue* q);// 获取队列头部元素 DataType QueueFront(Queue* q);// 获取队列队尾元素 DataType QueueBack(Queue* q);// 获取队列中有效元素个数 int QueueSize(Queue* q);// 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 int QueueEmpty(Queue* q);// 销毁队列 void QueueDestroy(Queue* q);

初始化队列

void QueueInit(Queue* q){q->front = q->rear = NULL;}

初始化队尾和队首

队尾入队列

void QueuePush(Queue* q, DataType data){assert(q);QNode* node = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));node->data = data;node->next = NULL;if (q->rear){q->rear->next = node;q->rear = node;}else{q->front = q->rear = node;}}

只需将新元素放到队尾的下一个位置，然后再让这个节点成为新的队尾即可

队首出队列

void QueuePop(Queue* q){assert(q);if (NULL == q->front->next){free(q->front);q->front = q->rear = NULL;}else{QNode* next = q->front->next;free(q->front);q->front = next;}}

只需要先保存下来队首下一个位置的地址，然后释放队首，再让原本队首的下一个位置成为新的队首

获取队首元素

DataType QueueFront(Queue* q){assert(q);return q->front->data;}

获取队尾元素

DataType QueueBack(Queue* q){assert(q);return q->rear->data;}

获取队列中有效元素个数

int QueueSize(Queue* q){assert(q);QNode* cur = q->front;int count = 0;while (cur){count++;cur = cur->next;}return count;}

遍历一遍队列即可

检测队列是否为空

int QueueEmpty(Queue* q){return q->front ? 0 : 1;}

当队首为空时就说明队列中不存在元素，所以返回1

销毁队列

void QueueDestroy(Queue* q){assert(q);QNode* cur = q->front;while (cur){QNode* next = cur->next;free(cur);cur = next;}q->front = q->rear = NULL;}

完整代码

头文件

#pragma once#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<assert.h>typedef int DataType;typedef struct QListNode{struct QListNode* next;DataType data;}QNode;// 队列的结构 typedef struct Queue{QNode* front;QNode* rear;}Queue;// 初始化队列 void QueueInit(Queue* q);// 队尾入队列 void QueuePush(Queue* q, DataType data);// 队头出队列 void QueuePop(Queue* q);// 获取队列头部元素 DataType QueueFront(Queue* q);// 获取队列队尾元素 DataType QueueBack(Queue* q);// 获取队列中有效元素个数 int QueueSize(Queue* q);// 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 int QueueEmpty(Queue* q);// 销毁队列 void QueueDestroy(Queue* q);

函数实现

#pragma once#include"LinkedQueue.h"void QueueInit(Queue* q){q->front = q->rear = NULL;}DataType QueueFront(Queue* q){assert(q);return q->front->data;}DataType QueueBack(Queue* q){assert(q);return q->rear->data;}int QueueEmpty(Queue* q){return q->front ? 0 : 1;}int QueueSize(Queue* q){assert(q);QNode* cur = q->front;int count = 0;while (cur){count++;cur = cur->next;}return count;}void QueuePush(Queue* q, DataType data){assert(q);QNode* node = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));node->data = data;node->next = NULL;if (q->rear){q->rear->next = node;q->rear = node;}else{q->front = q->rear = node;}} void QueuePop(Queue* q){assert(q);if (NULL == q->front->next){free(q->front);q->front = q->rear = NULL;}else{QNode* next = q->front->next;free(q->front);q->front = next;}}void QueueDestroy(Queue* q){assert(q);QNode* cur = q->front;while (cur){QNode* next = cur->next;free(cur);cur = next;}q->front = q->rear = NULL;}

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