使用ADT(抽象数据类型)对队列进行操作

一 、什么叫ADT

在这里用ADT(抽象数据类型)来对队列进行操作，那么什么叫抽象数据类型呢，简单的说就是设计一种新的数据类型，然后再对新类型构造一系列操控数据的方法，详细步骤如下（来自C primer PLUS）

1. 提供类型属性和相关操作的抽象描述。这些描述既不能依赖特定的实 现，也不能依赖特定的编程语言。这种正式的抽象描述被称为抽象数据类型 （ADT）。

2. 开发一个实现 ADT 的编程接口。也就是说，指明如何储存数据和执 行所需操作的函数。例如在 C中，可以提供结构定义和操控该结构的函数原 型。这些作用于用户定义类型的函数相当于作用于 C基本类型的内置运算 符。需要使用该新类型的程序员可以使用这个接口进行编程。

3. 编写代码实现接口。这一步至关重要，但是使用该新类型的程序员无 需了解具体的实现细节。

二 、创建新的数据类型和函数接口

在了解了什么抽象数据类型之后，这里还是以最简单的整型队列为例，话不多说，让我们来coding吧，首先定义queue.h文件

#ifndef _QUEUE_H_
#define _QUEUE_H_
#include 
#define MAXITEMS 10

// 定义队列
typedef int Item;

typedef struct node
{
	Item item;
	struct node *next;
}Node;
typedef struct queue
{
	Node *head;
	Node *rear;
	int counts; // counts 为队列当中的项数
}Queue;

// 定义操作队列的一系列方法
// 初始化队列
void InitialQueue(Queue *pq);

//判断队列是否为空
bool QueueIsEmpty(const Queue *pq);

//判断队列是否已满
bool QueueIsFull(const Queue *pq);

//获取队列的项数
unsigned int CountInQueue(const Queue *pq);

//在队列当中添加一个节点
bool AddNode(Item *pi,Queue *pq);

//在队列当中删除节点
bool DeleteNode(Item *pi,Queue *pq);

//查找队列当中的节点
bool FindNode(Item *pi,const Queue *pq);

//清空队列节点
void EmptyQueue(Queue *pq);

#endif

三 、 实现函数接口

在定义好数据类型和操作数据的接口函数之后，现在让我们来实现函数接口

#include 
#include 
#include 
#include "queue.h" 

void InitialQueue(Queue *pq){
	pq->head=pq->rear=NULL; //将头指针和尾指针都赋为NULL
	pq->counts=0; // 把队列的项数初始化为0
}

bool QueueIsEmpty(const Queue *pq){
	return pq->counts==0; 
}

bool QueueIsFull(const Queue *pq){
	return pq->counts==MAXITEMS ;
}

unsigned int CountInQueue(const Queue *pq){
	return pq->counts;
}

bool AddNode(Item *pi,Queue *pq){
	Node *pnew;
	if(QueueIsFull(pq))// 如果队列已满，返回false
	return false;
	pnew=(Node *)malloc(sizeof(Node));//给new分配内存空间
	if(pnew==NULL)//如果未分配到内存，提前返回false
	return false;
	CopyToNode(pi,pnew);
	pnew->next=NULL; //将新添加的数据的next赋为NULL
	if(QueueIsEmpty(pq))// 如果队列为空，直接在队首插入新的元素
	pq->head=pnew;
	else
	pq->rear->next=pnew; //把尾结点的next与新节点连接起来
	pq->rear=pnew;//把新节点赋值给尾结点
	pq->counts++;// 项数加1
	return true;
}

static void CopyToNode(Item *pi,Node *pnew){
	pnew->item=*pi; // 添加结点的数据部分
}

bool DeleteNode(Item *pi,Queue *pq){
	Node *temp;
	if(QueueIsEmpty(pq))
	return false;
	CopyToItem(pi,pq->head);
	temp=pq->head; // 用temp存储被删除的节点
	pq->head=pq->head-next; // 把头节点重置为头节点的next指针
	free(temp);
	pq->counts--;
	if(pq->couns==0) // 删除最后一项时，把尾指针赋为NULL，头指针已经重新赋值为头指针的next，已经为NULL
	pq->rear=NULL; 
	return true;
}

static void CopyToItem(Item *pi,Node *temp){
	*pi=temp->item; // 将被删除的节点数据部分保存到*pi
}

bool FindNode(Item *pi,const Queue *pq){
	Node *temp;
	if(QueueIsEmpty(pq))
	return false;
	temp=pq->head // 把头节点赋值给temp；
	while(temp!=NULL){
		if(temp->item==*pi)
		return true;
		temp=temp->next;// 节点后移
	}
	return false;
}

void EmptyQueue(Queue *pq){
	Item del;
	while(!QueueIsEmpty(pq)){
		DeleteNode(&del,pq);
	}
}

到这里对应的函数接口内容就全部完成了，接下来就是编写主函数了

四 、编写主函数

int main(void){
	Item temp;
	Queue line;
	char ch;
	InitialQueue(&pq);
	printf("Please input your select .a is add ,q is quit ,d is del,q is quit, f is findnode:\n");
	while((ch=getchar())!='q'){
		if(ch!='a'&&ch!='d'&&ch!='f')
		continue;
		if(ch=='a'){
			printf("Please input a number\n");
			scanf("%d",&temp);
			if(QueueIsFull(&line))
			printf("The Queue is FULL！！\n");
			else{
				AddNode(&temp,&line);
				printf("puttings %d into queue\n",temp);
			}
		}
		else if(ch=='d'){
			if(QueueIsEmpty(&line))
			printf("The Queue is Empty\n");
			else
			{
				DelNodeInQueue(&temp,&line);
                printf("Removing %d in the queue\n",temp);
			}
		}
		else
		{
			if(QueueIsEmpty(&line))
			printf("The Queue is Empty\n");
			else
			{
				printf("Please input you wish to find number\n");
            	scanf("%d",&temp);
				if (FindNode(&temp,&line))
				printf("%d is in line\n",temp);
            	else
			 	printf("%d is not in line\n",temp);
			}
		}
		printf("%d items in queue \n",CountInQueue(&line));  
        puts("Type a to add, d to delete, q to quit ,f is find:\n");
	}
	printf("Here is queue:\n");
    showqueue(&line);
	return 0;
}

void showqueue(Queue *pq){
	if(QueueIsEmpty(pq))
	printf("The Queue is empty\n");
	while(pq->head!=NULL){
		printf("%d",pq->head->item);
		DeleteNode(&(pq->head->item),pq);
	}
}

五、运行结果

1. 添加数据

2. 删除数据

3. 查找和显示数据