数据结构实验之队列（文末附完整代码）
目录
（1）队的定义
（2）队的基本操作：
完整代码：
main.c部分：
SeqQueue.c部分
SeqQueue.h部分
队列是一种线性数据结构，用于在程序中按照特定顺序组织和操作元素。它遵循先进先出（First-In-First-Out，FIFO）的原则，即最先进入队列的元素最先被处理，而最后进入的元素最后被处理。
队列可以类比为现实生活中的排队场景，人们按照到达的先后顺序排队等待服务。类似地，队列中的元素也按照顺序加入队列并离开队列。
队列有两个主要操作：
- 入队（enqueue）：将元素添加到队列的尾部。
- 出队（dequeue）：从队列的头部移除并返回元素。
这两个操作使得队列满足了先进先出的特性。新元素总是被添加到队列的末尾，而从队列中移除元素时，总是从队列的开头进行。
除了入队和出队操作之外，队列还可以提供其他一些常见的操作，如：
- 获取队列的长度
- 检查队列是否为空
- 获取队列的头部元素，但不删除它
队列的应用非常广泛，例如：
- 高级语言编译器中的编译错误消息队列
- 操作系统中的进程调度
- 网络通信中的数据包缓冲区
- 广度优先搜索算法（BFS）
- 银行柜台的客户排队等待服务
（1）队的定义
| typedef int ElemType;//定义队列中元素类型 #define MAXSIZE 100 //定义队列初始存储空间大小 typedef struct SeqQueue //定义队列结构 { ElemType *base; //队列存储空间基地址 int front; // 队列头 int rear; // 队列尾 int size; // 队列中元素数量 } SeqQueue; |
这段代码定义了一个顺序队列（Sequential Queue）的数据结构。以下是对每个部分的解释：
typedef int ElemType;：这段代码定义了队列中元素的类型为整数（int）。你可以根据需求将其修改为其他类型。
#define MAXSIZE 100：这段代码定义了队列的初始存储空间大小，该队列最多可以容纳100个元素。你可以根据实际需要修改这个值。
typedef struct SeqQueue：这是定义顺序队列的开始。
ElemType *base：这是队列存储空间的基地址，它是一个指向元素类型（ElemType）的指针。
int front：这是队列的头部指针，指向队列中第一个元素。
int rear：这是队列的尾部指针，指向队列中最后一个元素的下一个位置。
int size：这是队列中元素的数量。通过front和rear之间的位置关系可以计算得出。
（2）队的基本操作：
void initQueue(SeqQueue *s);//初始化队列
代码：
| // 初始化队列 void initQueue(SeqQueue *q) { q->base=(ElemType *)malloc(sizeof(ElemType)*MAXSIZE); q->front=q->rear=0; q->size=0; } |
这个函数可以用来初始化一个队列。它会为队列分配一块存储空间，并将队列的头部指针、尾部指针和元素数量都设置为初始值，使得队列处于空的状态。你可以调用这个函数来初始化一个队列，然后就可以对这个队列进行入队和出队操作了
bool isQueueFull(SeqQueue *s);//判断队列是否已满
代码：
| bool isQueueFull(SeqQueue *q) { if(q->size==MAXSIZE){ return true; } else return false; } |
这段代码是一个函数，用于判断队列是否已满的函数。该函数接受一个指向
SeqQueue结构的指针作为参数，并返回布尔值 (true或false)。以下是对每行代码的解释：bool isQueueFull(SeqQueue *q)这是函数的声明，它定义了一个名为
isQueueFull的函数，该函数接受一个指向SeqQueue结构的指针作为参数，并返回布尔值 (true或false)。if(q->size==MAXSIZE)；这行代码判断队列中元素的数量 (
size) 是否等于队列的最大容量 (MAXSIZE)。如果相等，表示队列已满，执行下面的代码块。如果队列已满，返回
true。如果队列未满，返回false。
bool isQueueEmpty(SeqQueue *s);//判断队列是否为空
代码：
| // 判断队列是否为空 bool isQueueEmpty(SeqQueue *q) { if(q->size==0){ return true; } else return false; } |
用于判断队列是否为空的函数。以下是对代码的解释：
这是函数的声明，它定义了一个名为
isQueueEmpty的函数，该函数接受一个指向SeqQueue结构的指针作为参数，并返回布尔值 (true或false)。这行代码判断队列中元素的数量 (
size) 是否等于 0。如果相等，表示队列为空，执行下面的代码块。如果队列为空，返回
true。如果队列不为空，返回
false。
void enqueue(SeqQueue *s,ElemType x);//入队
代码：
| // 入队操作 void enqueue(SeqQueue *q, ElemType item) { q->base[q->rear++]=item; q->size++; |
该函数接受一个指向
SeqQueue结构的指针q和一个要入队的元素item。它将元素item存储在队列的rear所指向的位置，并将队列的rear值加一。然后，它将队列中元素的数量size加一表示队列长度增加了一个元素。这个函数用于往队列中添加元素，实现了队列的入队操作。调用这个函数可以将指定元素添加到队列的末尾。
ElemType dequeue(SeqQueue *s);//出队
代码：
| // 出队操作 ElemType dequeue(SeqQueue *q) { q->base[q->front++]=0; q->size--; return 0; } |
该函数接受一个指向
SeqQueue结构的指针q。它将队列中的元素移除，实现了出队操作。这里的实现方式并不严格符合队列的操作规定，因为这个函数没有返回出队元素的值，而是直接返回了 0。正确的做法应该是在函数体内将出队元素的值返回。具体来说，这个函数将队列中头元素（即下标为
front的元素）置为 0，并将队列的front值加一表示头指针向后移动了一位。然后，它将队列中元素的数量size减一表示队列长度减少了一个元素。这个函数用于从队列中移除元素，实现了队列的出队操作。调用这个函数可以将队列中的头元素移除。
ElemType getFront(SeqQueue *s); //获得队头元素
代码：
| // 获取队列头元素 ElemType getFront(SeqQueue *q) { return q->base[q->front]; } |
这个函数接受一个指向
SeqQueue结构的指针q。它返回队列头部元素的值，即队列中下标为front的位置上的元素。通过调用这个函数，你可以获取到队列的头部元素，而不进行出队操作。这个函数不改变队列的状态，只返回队列头部元素的值。
ElemType getRear(SeqQueue *s); //获得队尾元素
代码：
| // 获取队列尾元素 ElemType getRear(SeqQueue *q) { return q->base[q->rear-1]; } |
这个函数接受一个指向
SeqQueue结构的指针q。它返回队列尾部元素的值，即队列中下标为rear-1的位置上的元素。通过调用这个函数，你可以获取到队列的尾部元素，而不进行出队操作。这个函数不改变队列的状态，只返回队列尾部元素的值。
void destroyQueue(SeqQueue *s);//销毁队列
代码：
| void destroyQueue(SeqQueue *q) { q->size=0; q->front=q->rear=0; } |
该函数接受一个指向
SeqQueue结构的指针q。它用于销毁队列，将队列恢复到初始状态。具体来说，这个函数将队列中元素的数量
size、头指针front和尾指针rear都设置为 0，表示队列为空，没有任何元素。通过调用这个函数，你可以销毁队列及其内部的数据结构，并释放相关的内存资源。注意，这段代码只是将队列状态重置，实际的内存释放工作可能需要在外部进行。
完整代码：
main.c部分：
#include "SeqQueue.h"
int main()
{
/* SeqQueue q0; SeqQueue q1; SeqQueue q2;
initQueue(&q0);initQueue(&q1);initQueue(&q2);*/
SeqQueue q;
initQueue(&q);
if(isQueueFull(&q)){
printf("队列已满！\n");
}
else printf("队列未满！\n");
if(isQueueEmpty(&q)){
printf("队列空\n");
}
else printf("队列不空\n");
int n;
printf("输入要入队的n个元素：\n");
scanf("%d",&n);
for(int i=0;iSeqQueue.c部分
#include "SeqQueue.h"
// 初始化队列
void initQueue(SeqQueue *q) {
q->base=(QElemType *)malloc(sizeof(QElemType)*MAXSIZE);
q->front=q->rear=0;
q->size=0;
}
// 判断队列是否已满
bool isQueueFull(SeqQueue *q) {
if(q->size==MAXSIZE){
return true;
}
else return false;
}
// 判断队列是否为空
bool isQueueEmpty(SeqQueue *q) {
if(q->size==0){
return true;
}
else return false;
}
// 入队操作
void enqueue(SeqQueue *q, QElemType item) {
q->base[q->rear++]=item;
q->size++;
}
// 出队操作
QElemType dequeue(SeqQueue *q) {
q->base[q->front++]=0;
q->size--;
return 0;
}
// 获取队列头元素
QElemType getFront(SeqQueue *q) {
return q->base[q->front];
}
// 获取队列尾元素
QElemType getRear(SeqQueue *q) {
return q->base[q->rear-1];
}
void destroyQueue(SeqQueue *q) {
q->size=0;
q->front=q->rear=0;
}
SeqQueue.h部分
#include
#include
#include
#include
#include
typedef char QElemType;//定义栈中元素类型
#define MAXSIZE 100 //定义顺序栈初始存储空间大小
typedef struct SeqQueue //定义栈结构
{
QElemType *base; //顺序栈存储空间基地址
int front; // 队列头
int rear; // 队列尾
int size; // 队列中元素数量
} SeqQueue;
void initQueue(SeqQueue *s);//初始化队列
bool isQueueFull(SeqQueue *s);//判断队列是否已满
bool isQueueEmpty(SeqQueue *s);//判断队列是否为空
void enqueue(SeqQueue *s,QElemType x);//入队
QElemType dequeue(SeqQueue *s);//出队
QElemType getFront(SeqQueue *s); //获得队头元素
QElemType getRear(SeqQueue *s); //获得队尾元素
void destroyQueue(SeqQueue *s);//销毁队列
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