队列
- 1. 队列的概念和结构
- 1.1 队列的概念
- 1.2 队列结构
- 2. 队列的实现
- 2.1 初始化和销毁
- 2.1.1 初始化
- 2.1.2 销毁
- 2.2 求队列中有效元素个数、队列是否为空
- 2.2.1 求队列中有效元素个数
- 2.2.2 队列是否为空
- 2.3 入队和出队
- 2.3.1 入队
- 2.3.2 出队
- 2.4 取队头队尾元素
- 2.4.1 取队头数据
- 2.4.2 取队尾数据
- 附
- `Queue.h`
- `Queue.c`
- `test.c`
上次实现队列，是在三个月之前，拖到现在才写文章非常惭愧，但细节忘得差不多了反倒利于我思考嘞，写的过程也犯了几个傻错误，它们都变成小注意写在文章中了。
正文开始
1. 队列的概念和结构
1.1 队列的概念
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
1.2 队列结构
队列也可以数组和链表的结构实现。但数组结构明显不适合，出队列，即头删要挪动数据，效率会低。
//队列
typedef struct QueueNode
{
QDataType data;
struct QueueNode* next;
}QueueNode;为了避免每次找尾的麻烦，我们定义一个尾指针，一头一尾构成队列的结构体。
//多个变量，那就用结构体封起来
typedef struct Queue
{
QueueNode* head;
QueueNode* tail;
}Queue;2. 队列的实现
头文件附在后面大家自己写嗷，单链表增删查改都会了，这个就是一样的，除了尾指针的加入带来了一点小变动，也没关系，小注意都写好嘞~
2.1 初始化和销毁
2.1.1 初始化
开始时，队列为空，因此我们这样初始化这个结构体 ——
我要的改变head，tail是结构体中的内容，不需要传二级指针，要改变结构体，就传结构体指针就行。
void QueueInit(Queue* pq)
{
assert(pq);
pq->head = pq->tail = NULL;
}2.1.2 销毁
遍历销毁即可。
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
assert(pq);
QueueNode* cur = pq->head;
while (cur)
{
QueueNode* next = cur->next;
free(cur);
cur = next;
}
pq->head = pq->tail = NULL;
}2.2 求队列中有效元素个数、队列是否为空
2.2.1 求队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq)
{
assert(pq);
int size = 0;
QueueNode* cur = pq->head;
while (cur)
{
cur = cur->next;
size++;
}
return size;
}2.2.2 队列是否为空
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->head == NULL;
}2.3 入队和出队
要考虑的和单链表的尾插和头删基本一致。
2.3.1 入队
尾插考虑空链表时的插入。
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
assert(pq);
QueueNode* newnode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
if (pq->head == NULL)
{
pq->head = pq->tail = newnode;
}
else
{
pq->tail->next = newnode;
pq->tail = newnode;//迭代
}
}2.3.2 出队
注意！删完了，此时head为空，tail要更改，否则是野指针。
如果不过更改看似好像没什么问题，毕竟正常人谁会销毁了队列还去访问它呢，但我就是抽风我去取队尾元素，原本被销毁后空间归还系统应该拿不到，可tail未被更改，就还是能拿得到。
void QueuePop(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
QueueNode* newhead = pq->head->next;
free(pq->head);
pq->head = newhead;
if (pq->head == NULL)
{
pq->tail = NULL;
}
}2.4 取队头队尾元素
注意断言空链表。
2.4.1 取队头数据
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
return pq->head->data;
}2.4.2 取队尾数据
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
return pq->tail->data;
}附
Queue.h
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
typedef int QDataType;
//队列
typedef struct QueueNode
{
QDataType data;
struct QueueNode* next;
}QueueNode;
//多个变量，那就用结构体封起来
typedef struct Queue
{
QueueNode* head;
QueueNode* tail;
}Queue;
//初始化
void QueueInit(Queue* pq);
//销毁
void QueueDestroy(Queue* pq);
//入队
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
//出队
void QueuePop(Queue* pq);
//取队头数据
QDataType QueueFront(Queue* pq);
//取队尾数据
QDataType QueueBack(Queue* pq);
//求队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq);
//判断队列是否为空？
bool QueueEmpty(Queue* pq);Queue.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Queue.h"
void QueueInit(Queue* pq)
{
assert(pq);
pq->head = pq->tail = NULL;
}
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
assert(pq);
QueueNode* cur = pq->head;
while (cur)
{
QueueNode* next = cur->next;
free(cur);
cur = next;
}
pq->head = pq->tail = NULL;
}
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
assert(pq);
QueueNode* newnode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
if (pq->head == NULL)
{
pq->head = pq->tail = newnode;
}
else
{
pq->tail->next = newnode;
pq->tail = newnode;//迭代
}
}
void QueuePop(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
QueueNode* newhead = pq->head->next;
free(pq->head);
pq->head = newhead;
if (pq->head == NULL)
{
pq->tail = NULL;
}
}
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
return pq->head->data;
}
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
return pq->tail->data;
}
int QueueSize(Queue* pq)
{
assert(pq);
int size = 0;
QueueNode* cur = pq->head;
while (cur)
{
cur = cur->next;
size++;
}
return size;
}
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->head == NULL;
}test.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Queue.h"
void testQueue1()
{
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("front:%d\n", QueueFront(&q));
printf("rear:%d\n", QueueBack(&q));
printf("size:%d\n", QueueSize(&q));
QueueDestroy(&q);
}
void testQueue2()
{
Queue q;
QueueInit(&q);
QueuePush(&q, 1);
QueuePush(&q, 2);
QueuePush(&q, 3);
QueuePush(&q, 4);
// 遍历栈，要保证先进先出的性质
while (!QueueEmpty(&q))
{
printf("%d ", QueueFront(&q));
QueuePop(&q);//想取下一个，那就pop掉这个再取下一个
}
QueueDestroy(&q);
}
int main()
{
//testQueue1();
testQueue2();
return 0;
}
