有趣的数据结构算法13——队列的初始化、入队与出队

前两天出去找女朋友玩了，过两天又可以去旅游了，回来还是要好好学习呀！新的结构又要出现了。我心里有点害怕，但是！

什么是队列

队列是一种特殊的线性表，特殊之处在于它只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作，和栈一样，队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。
假设一个队列里面有元素1、2、3、4、5，其具体情况如图所示：

当我们需要入队的时候，其元素处于队尾方向。

从队尾入队，其入队结果如图所示。

当我们需要出队的时候，其元素从队头出队。其入队示意图如图所示。

队列的初始化

对队列进行操作前要定义队列的结构体。

struct Node{
	Ele data;
	struct Node* Next;		//data用于存储信息，Next用于存储下一个结点的地址。
};

typedef struct Node* LinkedList;

struct Queue{
	LinkedList head;
	LinkedList tail;		//head为队头，tail为队尾。
};

typedef struct Queue QueueList;

Node结构体定义的是队列的每一个结点的结构体，其中有两个元素，分别是data和Next，data用于存储信息，Next用于存储队列下一个结点的地址。
Queue结构体中分别存储了每一个队列的队头与队尾，其中有两个元素，分别是head和tail，head为队头，tail为队尾。
初始化的过程可以分为两步，分别为：
1、申请空间
2、队头与队尾同时指向该空间

void init(QueueList* q){
	q->head = q->tail = (LinkedList)malloc(sizeof(struct Node));
	if (q->head == NULL){
		printf("内存空间分配失败");
		exit(1);
	}
	q->head->Next = NULL;
}

入队

如何进行入队呢？从入队函数出发，入队函数需要输入一个队列和一个入队的元素。

void push(QueueList* q,Ele e);

元素入队的过程也可以分为三步，分别为：
动态申请空间
将元素压入队列
将队尾指针指向新节点

void push(QueueList* q,Ele e){
	LinkedList p;
	p = (LinkedList)malloc(sizeof(struct Node));
	if (p == NULL){
		printf("内存空间分配失败");
		exit(1);
	}
	p->Next = NULL;
	p->data = e;

	q->tail->Next = p;	//将元素压入队列、将队尾指针指向新节点
	q->tail = p;
}

出队

如何进行出队呢？从出队函数出发，出队函数需要输入一个队列和一个接收信息的元素。

void pop(QueueList* q, Ele* e);

元素出队的过程也可以分为三步，分别为：
判断队列是否空，是则报错
通过中间节点取出队头
释放中间节点

void pop(QueueList* q, Ele* e){
	LinkedList p;
	if (q->head == q->tail){
		printf("队列已空");
		exit(1);
	}
	p = q->head->Next;
	q->head->Next = p->Next;	//利用p取出队头
	*e = p->data;				//信息存入元素e
	if (q->tail == p){
		q->tail = q->head;		//判断是否取出所有元素，如果取出所有元素，队头指向队尾
	}
	free(p);					//释放中间节点
}

实现代码

#include 
#include 

typedef int Ele;

struct Node{
	Ele data;
	struct Node* Next;		//data用于存储信息，Next用于存储下一个队列下一个元素的地址。
};

typedef struct Node* LinkedList;

struct Queue{
	LinkedList head;
	LinkedList tail;		//head为队头，tail为队尾。
};

typedef struct Queue QueueList;

void init(QueueList* q){
	q->head = q->tail = (LinkedList)malloc(sizeof(struct Node));
	if (q->head == NULL){
		printf("内存空间分配失败");
		exit(1);
	}
	q->head->Next = NULL;
}

void push(QueueList* q,Ele e){
	LinkedList p;
	p = (LinkedList)malloc(sizeof(struct Node));
	if (p == NULL){
		printf("内存空间分配失败");
		exit(1);
	}
	p->Next = NULL;
	p->data = e;

	q->tail->Next = p;	//将元素压入队列、将队尾指针指向新节点
	q->tail = p;
}

void pop(QueueList* q, Ele* e){
	LinkedList p;
	if (q->head == q->tail){
		printf("队列已空");
		exit(1);
	}
	p = q->head->Next;
	q->head->Next = p->Next;	//利用p取出队头
	*e = p->data;				//信息存入元素e
	if (q->tail == p){
		q->tail = q->head;		//判断是否取出所有元素，如果取出所有元素，队头指向队尾
	}
	free(p);					//释放中间节点
}

void release(QueueList* q){
	LinkedList p;
	p = q->head;
	while (p){
		q->head = q->head->Next;
		free(p);
		
		p = q->head;
	}
}

int main(){
	QueueList q;
	int num,i;
	Ele e;
	init(&q);
	printf("请输入你要输入几个数字：");
	scanf("%d", &num);
	for (i = 0; i < num; i++){
		scanf("%d", &e);
		push(&q, e);
	}
	for (i = 0; i < num; i++){
		pop(&q, &e);
		printf("%d\n", e);
	}



	return 0;
}

GITHUB下载连接

https://github.com/bubbliiiing/Data-Structure-and-Algorithm

希望得到朋友们的喜欢。
有问题的朋友可以提问噢。