数据结构之 队列（C语言实现）

数据结构之 队列（C语言实现）

1. 队列ADT

1.1 介绍

队列（queue）属于表，使用队列时插入在一端进行而删除在另一端进行。

1.2 队列模型

队列的基本操作是Enqueue（入队），它是在表的末端（队尾（rear））插入一个元素，还有Dequeue（出队），它是删除（或返回）在表的开头（队头（front））的元素。如下图：

2. 队列的数组实现

• queue.h文件

#ifndef _QUEUE_H_
#define _QUEUE_H_

#define MinQueueSize    5   //最小队列元素

typedef int elementType;

typedef struct queueRecord
{
    int capacity;   //队列的最大容量
    int front;  //队首元素下标
    int rear;   //队尾元素下标
    int size;   //队列有多少元素
    elementType *array; //指向动态分配的内存
}QUEUE;

int isEmpty(QUEUE *q);      //判空
int isFull(QUEUE *q);       //判满
QUEUE *createQueue(int maxElements);    //创建一个队列
void disposeQueue(QUEUE *q);    //销毁一个队列
void makeEmpty(QUEUE *q);   //构造一个空队列
void enQueue(elementType element, QUEUE *q);    //入队
elementType front(QUEUE *q);        //返回队首元素但不删除
void deQueue(QUEUE *q); //删除队首元素不返回
elementType frontAndDequeue(QUEUE *q);  //出队，返回并删除

#endif

• queue.c文件

#include 
#include 
#include "queue.h"

int isEmpty(QUEUE *q)
{
    return (q->size == 0);
}
int isFull(QUEUE *q)
{
    return (q->size == q->capacity);
}
QUEUE *createQueue(int maxElements)
{
    if(maxElements < MinQueueSize) {
        printf("queue size is too small\n");    
        return NULL;
    } else {
        QUEUE *q = (QUEUE *)malloc(sizeof(struct queueRecord));
        q->array = (elementType *)malloc(sizeof(elementType) * maxElements);
        q->capacity = maxElements;
        makeEmpty(q);
        return q;
    }
}
void disposeQueue(QUEUE *q)
{
    if(q != NULL) {
        free(q->array); 
        free(q);
    }   
}
void makeEmpty(QUEUE *q)
{
    if(q != NULL) {
        q->front = 1;   
        q->rear = 0;
        q->size = 0;
    }
}
static int succ(int value, QUEUE *q) 
{
    if(++value == q->capacity) 
        value = 0;
    return value;
}
void enQueue(elementType element, QUEUE *q)
{
    if(!isFull(q)) {
        q->size++;  
        q->rear = succ(q->rear, q);
        q->array[q->rear] = element;
    } else {
        printf("Full queue\n"); 
    }
}
elementType front(QUEUE *q)
{
    if(!isEmpty(q)) {
        return q->array[q->front];  
    } else {
        printf("empty queue\n");    
    }
}
void deQueue(QUEUE *q)
{
    if(!isEmpty(q)) {
        q->size--;
        q->front = succ(q->front, q);
    } else {
        printf("empty queue\n");    
    }
}
elementType frontAndDequeue(QUEUE *q)
{
    if(!isEmpty(q)) {
        int ret = q->array[q->front];
        q->size--;
        q->front = succ(q->front, q);
        return ret; 
    } else {
        printf("empty queue\n");    
        return 0;
    }
}