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
2.队列结构存在的意义
①公平排队
比如医院或者银行的排号
②BFSL广度优先
3.队列实现的结构选择
数组和链表都可以实现队列,但是链表的头插尾插,头删尾删要方便些,所以首选链表
单向还是双向:选择单向,双向的优势是方便找前一个1节点,没有这个需求。(找尾不是因为双向,双向循环方便找尾)
是否需要带哨兵位的链表:哨兵位是为了解决二级指针(可以将头尾指针封装为结构体进行传参,这样就可以改变真实的指针了,所以哨兵位可要可不要),尾插少一次判断。
选择单向不循环链表即可实现。
4.队列实现
typedef int QdataType;typedef struct QListNode
{struct QListNode* next;QdataType data;
}QNode;//将头尾指针封装为一个结构体,解决传递二级指针的问题typedef struct Queue
{QNode* head;QNode* tail;int size;//保存链表的大小
}Queue;
5.队列对数据的处理
5.1队列初始化
void QUeueInit(Queue* pq)//初始化队列
{assert(pq);pq->head = pq->tail = NULL;pq->size = 0;
}
5.2队尾入数据
void QueuePush(Queue* pq, QdataType x)//队列增加数据
{assert(pq);//首先传入的这个结构体要存在//申请到节点来创建QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));if (newnode == NULL){perror("malloc");}//新节点初始化newnode->data = x;newnode->next = NULL;//准备插入,看一下是不是第一次插入if (pq->tail == NULL){pq->head = pq->tail = newnode;pq->size++;}else{pq->tail->next = newnode;pq->tail = pq->tail->next;pq->size++;}
}
5.3队头出数据
void QueuepPop(Queue* pq, QdataType x)//队列删除元素
{assert(pq);assert(pq->size != 0);if (pq->head->next == NULL)//因为不是带哨兵位的,删除到最后一个位置防止尾指针成为野指针,单独处理{free(pq->head);pq->head = pq->tail = NULL;pq->size--;}else{QNode* next = pq->head->next;free(pq->head);pq->head = next;pq->size--;}}
5.4获取队列尾部元素
QdataType QueueBack(Queue* pq)//获取队列前后面元素
{assert(pq);assert(!QueueEmpty);return pq->tail->data;
}
5.5获取队列头部元素
QdataType QueueFront(Queue* pq)//获取队列前面元素
{assert(pq);assert(!QueueEmpty);return pq->head->data;
}
5.6获取队列中元素个数
int QueueSize(Queue* pq) {assert(pq);return pq->size; }
5.7检测队列是否为空
bool QueueEmpty(Queue* pq)//检测队列是否为空
{assert(pq);return pq->head == NULL;
}
5.8销毁队列
void QueueDestory(Queue* pq)//销毁队列
{assert(pq);QNode* cur = pq->head;while (cur){QNode* next = cur->next;free(cur);cur = cur->next;}pq->head = pq->tail = NULL;pq->size = 0;
}
6.循环队列补充
7.使用队列实现栈
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分析:栈的结构特点是数据先进后出
队列的结构特点是先进先出