数据结构之C语言实现队列（学习笔记）

一、队列的基本概念

队列是只允许在另一端进行插入操作，而在另一端进行删除操作的线性表

队列是一种先进先出（First In First Out）的线性表，简称FIFO。允许插入的一端称为队尾，允许删除的一端称为队头。

二、循环队列

把队列这种头尾相接的顺序存储结构称为循环队列

1.队列满的条件

//当头指针和尾指针相邻时，说明队列已满
(rear+1)%QueueSize==front; 

2.队列长度计算公式

(rear->front+QueueSize)%QueueSize;

循环队列的基本操作

#include 
#include 
#define int ElemType
#define MAXSIZE	20

typedef struct
{
	ElemType data[MAXSIZE];
	int front; //头指针
	int rear; //尾指针
}SqQueue;

1.初始化空队列

void InitQueue(SqQueue* Q)
{
	Q->front = 0;
	Q->rear = 0;
}

2.求队列长度

//返回队列元素个数
int QueueLength(SqQueue Q)
{
	return (Q.rear-Q.front+MAXSIZE)%MAXSIZE;
}

3.入队

//若队列未满，则插入元素e为Q的队尾元素
bool EnQueue(SqQueue*Q,ElemType e)
{
	if((Q->rear+1) % MAXSIZE == Q->front) //队列已满
		return false;
	Q->data[Q->rear] = e;
	Q->rear = (Q->rear + 1)%MAXSIZE; //rear指针指向后一位，取余操作是当rear原本处入数组末尾时会返回到数组头部
	return true;

4.出队

//若队列不为空，则删除队头元素，用e返回其值)
bool DeQueue(SqQueue* Q,ElemType *e)
{
	if(Q->front==Q->rear) //队列为空
		return false; 
	*e = Q->data[Q->front];
	Q->front = (Q->front + 1)%MAXSIZE;front指针指向后一位，取余操作是当rear原本处入数组末尾时会返回到数组头部
	return true;
}

三、队列的链式存储

队列的链式存储结构，其实就是线性表的单链表，只不过它只能尾进头出，称为链队列

链队列需要头结点，空队列时头指针和尾指针都指向头结点

链队列的基本操作

typedef struct QNode //结点结构
{
	ElemType data;
	struct QNode* next;
}QNode,*QueuePtr;

typedef struct //链队列结构
{
	QueuePtr front,rear;
}LinkQueue;

1.初始化

void InitQueue(LinkQueue* Q)
{
	Q->front = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
	Q->front->next = NULL;
	Q->rear = Q->front;
}

2.出队

//若队列不空，删除Q的队头元素，用e返回其值
bool DeQueue(LinkQueue* Q,ElemType* e)
{
	QueuePtr p;
	if(Q->front == Q->rear) //队列为空
		return false;
	p = Q->front->next; //p赋值为头结点的下一个元素，即队头元素
	*e = p->data;
	Q->front->next = p->next; //头结点的后继指向队头元素的下一个元素
	if(Q->rear==P)	 //若队头是队尾，即队列只有一个元素时
		Q->rear = Q->front;  //则删除后将尾指针指向头结点
	free(p);
	return true;
}

3.入队

//插入元素为e的新的队尾元素
bool EnQueue(LinkQueue* Q,ElemType e)
{
	QueuePtr p = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
	p->data = e;
	p->next = NULL;
	Q->rear->next = p; //把新结点赋值给原队尾结点的后继
	Q->rear = p; //新结点成为队尾结点，尾指针指向它
	return true;
}