数据结构(队列及其实现)

概念与结构

概念: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)原则。

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

队列底层结构选型

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


队列的实现

Queue.h

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>//定义队列结构
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{QDataType data;struct QueueNode* next;
}QueueNode;typedef struct Queue
{QueueNode* phead;QueueNode* ptail;int size;//保存队列有效数据个数
}Queue;void QueueInit(Queue* pq);
// ⼊队列,队尾
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
// 出队列,队头
void QueuePop(Queue* pq);//队列判空
bool QueueEmpty(Queue* pq);//取队头数据
QDataType QueueFront(Queue* pq);
//取队尾数据
QDataType QueueBack(Queue* pq);
//队列有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq);//销毁队列
void QueueDestroy(Queue* pq);

Queue.c

此处代码与头文件中的代码一一对应。

初始化

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

入队列(尾)

// ⼊队列,队尾
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{assert(pq);//申请新节点QueueNode* newnode =(QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));if (newnode == NULL){perror("malloc fail!");exit(1);}newnode->data = x;newnode->next = NULL;//ptail newnodeif (pq->phead == NULL){//队列为空pq->phead = pq->ptail = newnode;}else{//队列不为空pq->ptail->next = newnode;pq->ptail = pq->ptail->next;//newnode}pq->size++;
}

队列判空

//队列判空
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{assert(pq);return pq->phead == NULL && pq->ptail == NULL;
}

出队列(队头)

// 出队列,队头
void QueuePop(Queue* pq)
{assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));//只有一个结点的情况,避免ptail变成野指针if (pq->ptail == pq->phead){free(pq->phead);pq->phead = pq->ptail = NULL;}else{//删除队头元素、QueueNode* next = pq->phead->next;free(pq->phead);pq->phead = next;}--pq->size;
}

取队头数据

//取队头数据
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));return pq->phead->data;
}

取队尾数据

//取队尾数据
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));return pq->ptail->data;
}

队列有效元素个数

//队列有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq)
{assert(pq);/*int size = 0;QueueNode* pcur = pq->phead;while (pcur){size++ ;pcur = pcur->next;}return size;*/return pq->size;
}

销毁队列

//销毁队列
void QueueDestroy(Queue* pq)
{assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));QueueNode* pcur = pq->phead;while (pcur){QueueNode* next = pcur->next;free(pcur);pcur = next;}pq->phead = pq->ptail = NULL;pq->size = 0;
}

以上便是本期队列的全部内容,感谢大家的观看与支持,这是激励我前进的不竭动力!

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