第 3 章 栈和队列 （非循环队列）
1. 背景说明
非循环队列没有队列数量的限制，但是存在的缺陷是会不断的增加内存的消耗。
2. 示例代码
1） status.h
/* DataStructure 预定义常量和类型头文件 */
#ifndef STATUS_H
#define STATUS_H
/* 函数结果状态码 */
#define TRUE 1 /* 返回值为真 */
#define FALSE 0 /* 返回值为假 */
#define RET_OK 0 /* 返回值正确 */
#define INFEASIABLE 2 /* 返回值未知 */
#define ERR_MEMORY 3 /* 访问内存错 */
#define ERR_NULL_PTR 4 /* 空指针错误 */
#define ERR_MEMORY_ALLOCATE 5 /* 内存分配错 */
#define ERR_NULL_STACK 6 /* 栈元素为空 */
#define ERR_PARA 7 /* 函数参数错 */
#define ERR_OPEN_FILE 8 /* 打开文件错 */
#define ERR_NULL_QUEUE 9 /* 队列为空错 */
#define ERR_FULL_QUEUE 10 /* 队列为满错 */
typedef int Status; /* Status 是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如 RET_OK 等 */
typedef int Bollean; /* Boolean 是布尔类型,其值是 TRUE 或 FALSE */
#endif // !STATUS_H2) sqQueue.h
/* 顺序队列实现头文件 */
#ifndef SQQUEUE_H
#define SQQUEUE_H
#include "status.h"
#define MAX_QUEUE_SIZE 5
typedef int QElemType;
typedef struct {
QElemType *base;
int front;
int rear;
} SqQueue;
/* 构造一个空队列 Q */
Status InitQueue(SqQueue *Q);
/* 销毁队列 Q */
Status DestroyQueue(SqQueue *Q);
/* 将 Q 清为空队列 */
void ClearQueue(SqQueue *Q);
/* 若队列 Q 为空队列,则返回 TRUE,否则返回 FALSE */
Bollean QueueEmpty(const SqQueue *Q);
/* 返回 Q 的元素个数,即队列的长度 */
int QueueLength(const SqQueue *Q);
/* 若队列不空,则用 e 返回 Q 的队头元素,并返回 OK */
Status GetQueueHead(const SqQueue *Q, QElemType *e);
/* 插入元素 e 为 Q 的新的队尾元素 */
Status EnQueue(QElemType e, SqQueue *Q);
/* 若队列不空,则删除 Q 的队头元素,用 e 返回其值,并返回 OK */
Status DeQueue(SqQueue *Q, QElemType *e);
/* 从队头到队尾依次对队列 Q 中每个元素调用函数 vi() */
Status QueueTraverse(const SqQueue *Q, void(*vi)(QElemType));
#endif // !SQQUEUE_H
3) sqQueue.c
/* 顺序队列实现源文件 */
#include "sqQueue.h"
#include
#include
static Bollean QueueFull(const SqQueue *Q)
{
return (Q->rear >= MAX_QUEUE_SIZE) ? TRUE : FALSE;
}
/* 构造一个空队列 Q */
Status InitQueue(SqQueue *Q)
{
Q->base = (QElemType *)malloc(sizeof(QElemType) * MAX_QUEUE_SIZE);
if (!Q->base) {
printf("FuncName: %-15s Line: %-5d ErrorCode: %-3d\n", __func__, __LINE__, ERR_MEMORY_ALLOCATE);
return ERR_MEMORY_ALLOCATE;
}
Q->front = Q->rear = 0;
return RET_OK;
}
/* 销毁队列 Q */
Status DestroyQueue(SqQueue *Q)
{
if (Q->base) {
free(Q->base);
}
Q->base = NULL;
Q->front = Q->rear = 0;
return RET_OK;
}
/* 将 Q 清为空队列 */
void ClearQueue(SqQueue *Q)
{
Q->front = Q->rear = 0;
}
/* 若队列 Q 为空队列,则返回 TRUE,否则返回 FALSE */
Bollean QueueEmpty(const SqQueue *Q)
{
return (Q->front == Q->rear) ? TRUE : FALSE;
}
/* 返回 Q 的元素个数,即队列的长度 */
int QueueLength(const SqQueue *Q)
{
return (Q->rear - Q->front);
}
/* 若队列不空,则用 e 返回 Q 的队头元素,并返回 OK */
Status GetQueueHead(const SqQueue *Q, QElemType *e)
{
if (Q->front == Q->rear) {
printf("FuncName: %-15s Line: %-5d ErrorCode: %-3d\n", __func__, __LINE__, ERR_NULL_QUEUE);
return ERR_NULL_QUEUE;
}
*e = *(Q->base + Q->front);
return RET_OK;
}
/* 插入元素 e 为 Q 的新的队尾元素 */
Status EnQueue(QElemType e, SqQueue *Q)
{
if (QueueFull(Q)) {
Q->base = (QElemType *)realloc(Q->base, sizeof(QElemType) * (unsigned long long)(Q->rear + 1));
if (!Q->base) {
printf("FuncName: %-15s Line: %-5d ErrorCode: %-3d\n", __func__, __LINE__, ERR_MEMORY_ALLOCATE);
return ERR_MEMORY_ALLOCATE;
}
}
Q->base[Q->rear] = e;
Q->rear = ++(Q->rear);
return RET_OK;
}
/* 若队列不空,则删除 Q 的队头元素,用 e 返回其值,并返回 OK */
Status DeQueue(SqQueue *Q, QElemType *e)
{
if (QueueEmpty(Q)) {
printf("FuncName: %-15s Line: %-5d ErrorCode: %-3d\n", __func__, __LINE__, ERR_NULL_QUEUE);
return ERR_NULL_QUEUE;
}
*e = Q->base[Q->front];
Q->front = Q->front + 1;
return RET_OK;
}
/* 从队头到队尾依次对队列 Q 中每个元素调用函数 vi() */
Status QueueTraverse(const SqQueue *Q, void(*vi)(QElemType))
{
int pos = Q->front;
while (pos != Q->rear) {
vi(Q->base[pos]);
++pos;
}
return RET_OK;
} 4) auxiliary.h
/* 辅助函数头文件 */
#ifndef AUXILIARY_H
#define AUXILIARY_H
#include "sqQueue.h"
/* 打印栈元素 */
void Print(QElemType e);
#endif // !AUXILIARY_H5) auxiliary.c
/* 辅助函数实现源文件 */
#include "auxiliary.h"
#include
/* 打印栈元素 */
void Print(QElemType e)
{
printf("%d ", e);
} 6) main.c
/* 入口程序源文件 */
#include "status.h"
#include "sqQueue.h"
#include "auxiliary.h"
#include
int main(void)
{
SqQueue Q;
int ret = InitQueue(&Q);
if (ret != RET_OK) {
printf("FuncName: %-15s Line: %-5d ErrorCode: %-3d\n", __func__, __LINE__, ret);
return ret;
}
printf("After initialize the queue, the queue is %s\n",
(QueueEmpty(&Q) == TRUE) ? "empty" : "not empty");
printf("The length of the queue is %d\n", QueueLength(&Q));
printf("Please input the quantity of the element of the queue: ");
int num;
scanf_s("%d", &num);
printf("Please input %d elements of queue: ", num);
QElemType e;
for (int i = 0; i < num; ++i) {
scanf_s("%d", &e);
EnQueue(e, &Q);
}
printf("The length of queue is %d\n", QueueLength(&Q));
printf("After initialize the queue, the queue is %s\n",
(QueueEmpty(&Q) == TRUE) ? "empty" : "not empty");
printf("Now the element of queue is: ");
QueueTraverse(&Q, Print);
printf("\n");
DeQueue(&Q, &e);
printf("Delete the element of the head of the queue %d\n", e);
printf("Now the element of queue is: ");
QueueTraverse(&Q, Print);
printf("\n");
ret = GetQueueHead(&Q, &e);
if (ret == RET_OK) {
printf("The element of the head of the queue is %d\n", e);
} else {
printf("The queue is empty\n");
}
ClearQueue(&Q);
printf("After clear the queue, the queue is %s\n",
(QueueEmpty(&Q) == TRUE) ? "empty" : "not empty");
DestroyQueue(&Q);
return 0;
} 3) 输出示例
