队列的概念和结构
队列的模拟实现:
用代码定义队列的结构
队列基本功能的实现
初始化队列
队尾入数据
对头出数据
获取对列对头元素
获取队列对尾元素
判空
获取队列中有效元素的个数
销毁队列
完整代码
头文件
源文件
队列的概念:队列只允许在一端进行插入数据操作,在另一端进行删除数据操作的特殊线性表,队列中的数据结构遵循先进先出FIFO(First In First Out)或后进后出的原则。
入队列:进行插入操作的一端称为队尾
出队列:进行删除操作的一端称为队头
队列的结构:
要实现队列无非也是现在我们学的两种结构:数组和链式结构。
但是用链式结构来实现队列是更好的,这里刚好和栈相反。因为队列是在一端插入,另一端进行删除刚好对应的是尾插和头删,使用顺序表的头删效率就不是很高,而链式结构无论插入还是删除效率都很高。
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
struct QueueNode* next;
QDataType data;
}QNode;
typedef struct Queue
{
int size;
QNode* head;
QNode* tail;
}Queue;
这里用到了两个结构体,因为我们不仅要有链式的结构,还要标识队列的头和尾,这样方便我们进行头删和尾插,至于size则是用来记录队列中的元素个数的。
//初始化队列
void QueueInit(Queue* pq);
//销毁队列
void QueueDestroy(Queue* pq);
//对尾入队列
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
//对头出队列
void QueuePop(Queue* pq);
//获取对列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* pq);
//获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* pq);
//判空
bool QueueEmpty(Queue* pq);
//获取队列中有效元素的个数
int QueueSize(Queue* pq);
void QueueInit(Queue* pq)
{
assert(pq);
pq->size = 0;
pq->head = pq->tail = NULL;
}
首先判断是否为空,然后把size置为0,头和尾都置成空
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
assert(pq);
QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
if (newnode == NULL)
{
printf("malloc fail\n");
exit(-1);
}
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
if (pq->tail == NULL)
{
pq->head = pq->tail = newnode;
}
else
{
pq->tail->next = newnode;
pq->tail = newnode;
}
pq->size++;
}
首先肯定是要申请节点,然后进行插入 ,但是插入也分两种情况。
第一种情况:一个数据都没有,head和tail同时指向空
第二种情况:已经有数据了直接在tail后面链接就行了
最后别忘了将size++。
void QueuePop(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
//1.一个结点
if (pq->head->next == NULL)
{
free(pq->head);
pq->head = pq->tail = NULL;//避免野指针问题
}
//2.多个结点
else
{
QNode* next = pq->head->next;
free(pq->head);
pq->head = next;
}
pq->size--;
}
这里的删除也是要判断是只有一个结点还是有多个结点的情况
只有一个结点或者删到只有一个结点
就要把头free掉并且头指针和尾都要置成空
有多个节点
创建一个指针,存放head的下一个结点,接着free掉头指针,然后更新一下头指针
还有别忘了size要减减
下面这些就没啥好讲的了,比较简单,相信大家应该可以轻松拿捏。
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
return pq->head->data;
}
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
return pq->tail->data;
}
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->head == NULL;
}
int QueueSize(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->size;
}
这里你也可以遍历一遍这个队列进行计数,不过效率比较低。
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
assert(pq);
QNode* cur = pq->head;
while (cur)
{
QNode* next = cur->next;
free(cur);
cur = next;
}
pq->head = pq->tail = NULL;
}
#pragma once
#include
#include
#include
#include
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
struct QueueNode* next;
QDataType data;
}QNode;
typedef struct Queue
{
int size;
QNode* head;
QNode* tail;
}Queue;
//初始化队列
void QueueInit(Queue* pq);
//销毁队列
void QueueDestroy(Queue* pq);
//对尾入队列
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
//对头出队列
void QueuePop(Queue* pq);
//获取对列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* pq);
//获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* pq);
//判空
bool QueueEmpty(Queue* pq);
//获取队列中有效元素的个数
int QueueSize(Queue* pq);
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "Queue.h"
void QueueInit(Queue* pq)
{
assert(pq);
pq->size = 0;
pq->head = pq->tail = NULL;
}
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
assert(pq);
QNode* cur = pq->head;
while (cur)
{
QNode* next = cur->next;
free(cur);
cur = next;
}
pq->head = pq->tail = NULL;
}
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
assert(pq);
QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
if (newnode == NULL)
{
printf("malloc fail\n");
exit(-1);
}
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
if (pq->tail == NULL)
{
pq->head = pq->tail = newnode;
}
else
{
pq->tail->next = newnode;
pq->tail = newnode;
}
pq->size++;
}
void QueuePop(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
//1.一个节点
if (pq->head->next == NULL)
{
free(pq->head);
pq->head = pq->tail = NULL;//避免野指针问题
}
//2.多个节点
else
{
QNode* next = pq->head->next;
free(pq->head);
pq->head = next;
}
pq->size--;
}
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
return pq->head->data;
}
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
return pq->tail->data;
}
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->head == NULL;
}
int QueueSize(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->size;
}