数据结构——队列
1.定义
队列（queue）是只允许在一端进行插入操作、另一端进行删除操作的线性表。先进先出，插入端为队尾；删除端为队头。
队列作为一种特殊的线性表，也具有顺序结构和链式结构
2.循环队列
循环队列：队列的头尾相接的顺序存储结构称为循环队列。使用循环队列是为了避免队列空间浪费、插入删除之后队头队尾指针操作不便等情况。
循环队列的顺秀结构如下：
//循环队列的顺序存储结构
typedef struct
{
QElemType data[MAXSIZE];
int front; //头指针，指向下标为0
int rear; //尾指针，若队列不为空，指向队尾元素的下一个位置
}SqQueue;循环队列的头指针rear指向下标为0的位置，尾指针，指向最后一个元素的下一个位置。
注意：由于是循环队列，元素下标会因为循环而不断增加，但数组长度固定，因此计算队列中的元素个数、队列长度、判断是否队满等都需要对MAXSIZE取余。
①循环队列判断队满的条件：（rear+1）%MAXSIZE==front
②循环队列求队列长度：（rear-front +MAXSIZE）%MAXSIZE.
/************************************************************************/
/* 顺序队列 */
/************************************************************************/
#include 1);
printf("队列长度为：%d\n",QueueLength(Q));
printf("初始化队列后，队列是否为空？%u(1：空；0：否)\n",isEmptyQueue(Q));
QueueTraverse(Q);
printf("连续%d次由队头删除元素，队尾插入元素：\n",MAXSIZE);
for (l=1;l<=MAXSIZE;l++)
{
DeQueue(&Q,&d);
printf("删除的元素是%d,插入的元素是%d\n",d, l+1000);
d=l+1000;
EnQueue(&Q, d);
}
printf("连续插入和删除之后，现在队列长度为%d\n",QueueLength(Q));
QueueTraverse(Q);
printf("共向队尾插入了%d个元素\n",i+MAXSIZE);
if (l-2>0)
{
printf("现在由队头插入了%d个元素\n",l-2);
}
j=GetHead(Q,&d);
if (j)
{
printf("现在的队头元素为：%d\n",d);
}
ClearQueue(&Q);
printf("初始化队列后，队列是否为空？%u(1：空；0：否)\n",isEmptyQueue(Q));
getchar();
} 3、队列的链式存储——链队列
链队列是一种特殊的链式存储的线性表。只能尾进头出。
①有头结点，②front指针指向头结点；③rear指针指向最后一个结点。④若是空的链队列，则只有头结点，且front和rear指针同时指向头结点。
链队列结构中，除了链表的基本结构定义，链队列结构中，仅包含链表结构的front和rear指针。
//定义链队列结构
struct QNode
{
QElemType data;
struct QNode *next;
};
typedef struct QNode QNode;
typedef struct QNode* QueuePtr;
typedef struct
{
QueuePtr front; //只需定义链队列的头指针和尾指针
QueuePtr rear;
}LinkQueue;
/************************************************************************/
/* 链队列：队列的链式存储结构 */
/************************************************************************/
//定义链队列结构
struct QNode
{
QElemType data;
struct QNode *next;
};
typedef struct QNode QNode;
typedef struct QNode* QueuePtr;
typedef struct
{
QueuePtr front; //只需定义链队列的头指针和尾指针
QueuePtr rear;
}LinkQueue;
Status visitLinkQueue(QElemType c)
{
printf("%d ",c);
return OK;
}
//构造一个空的链队列
Status InitLinkQueue(LinkQueue *Q)
{
QueuePtr head=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
Q->front=Q->rear = head;
if (!Q->front)
{
exit(OVERFLOW); //如果front指针为空，退出
}
Q->front->next=NULL;
return OK;
}
//销毁链队列Q ,链表指针之间有相互关系(注意链队列是尾进头出，因此消除的时候从头部开始)
Status DestroyLinkQueue(LinkQueue *Q)
{
while(Q->front)
{
Q->rear=Q->front->next;
free(Q->front);
Q->front=Q->rear;
}
return OK;
}
//将Q清空为空链队
Status ClearLinkQueue(LinkQueue *Q)
{
QueuePtr p,q;
Q->rear=Q->front;
p=Q->front->next;
Q->front->next=NULL;
while(p)
{
q=p;
p=p->next;
free(q);
}
return OK;
}
//若链队列为空，返回TRUE；否则返回FALSE
Status isLinkQueueEmpty(LinkQueue Q)
{
if (Q.front==Q.rear)
return TRUE;
else
return FALSE;
}
//求链队列的长度
int LinkQueueLength(LinkQueue Q)
{
QueuePtr p;
p=Q.front;
int count=0;
while(p!=Q.rear)
{
count++;
p=p->next;
}
return count;
}
//若链队列不为空，用e返回Q的队头元素，并返回OK；否则返回ERROR
Status GetHead(LinkQueue Q, QElemType *e)
{
if (Q.front==Q.rear)
return ERROR;
*e=Q.front->next->data;
return OK;
}
//插入元素e为Q的新的队尾元素
Status EnLinkQueue(LinkQueue *Q,QElemType e)
{
QueuePtr p=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
if (!p)
exit(OVERFLOW); //若存储分配失败，则退出
p->data=e;
p->next=NULL;
Q->rear->next=p;
Q->rear=p;
return OK;
}
//若队列不为空，删除Q的队头元素e返回其值，并返回OK;否则，返回ERROR
Status DeQueue(LinkQueue *Q, QElemType *e)
{
if (Q->front ==Q->rear)
return ERROR;
QueuePtr p; //需要新建一个指针，后面还有free释放掉
p=Q->front->next;
*e=p->data;
Q->front->next=p->next;
//判断尾指针是否为p,若相等，尾指针特殊处理；否则直接释放就可以
if (Q->rear==p)
Q->rear=Q->front;
free(p);
return OK;
}
//从队头到队尾依次对每个元素输出
Status LinkQueueTraverse(LinkQueue Q)
{
QueuePtr p;
p=Q.front->next; //p初始化，指向第一个结点
while(p)
{
visitLinkQueue(p->data);
p=p->next;
}
printf("\n");
return OK;
}
int main()
{
int i;
QElemType d;
LinkQueue q;
i=InitLinkQueue(&q);
if (i)
printf("成功构建一个空的链队列。\n");
printf("是否为空的链队列？%d(1：空；0：否)\n",isLinkQueueEmpty(q));
printf("链队列长度为:%d\n",LinkQueueLength(q));
LinkQueueTraverse(q);
EnLinkQueue(&q,-5);
EnLinkQueue(&q,5);
EnLinkQueue(&q,10);
printf("插入3个元素之后，链队列长度为：%d\n",LinkQueueLength(q));
LinkQueueTraverse(q);
DeQueue(&q,&d);
printf("%d\n",d);
LinkQueueTraverse(q);
getchar();
}