队列（C语言版）

一.队列的概念及结构

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，队列具有 先进先出 FIFO(First In First Out) 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

二.队列的实现

关于队列的实现，既可以用数组，也可以用链表，所以我们对比两者优劣：

数组实现：出队列在数组头上出数据，这样每次都要覆盖，效率会比较低。

因此我们用链表实现（单链表）

下面我们来进行实现：

第一步：定义结构体

//定义结构体
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
	QDataType date;
	struct QueueNode* next;
}QNode;
typedef struct Queue
{
	QNode* head;
	QNode* tail;
}Queue;

第二步：队列初始化

//队列初始化定义
void QueueInit(Queue* ps)
{
	//判断
	assert(ps);
	//将head和tail置空
	ps->head = ps->tail = NULL;
}

第三步：对头出队列和对尾入队列

// 队头出队列定义
void QueuePop(Queue* ps)
{
	//判断
	assert(ps);
	assert(ps->head);//头队列也不能为空
	//判断是否一个节点
	if (ps->head->next == NULL)
	{
		free(ps->head);
		ps->head = ps->tail = NULL;
	}
	else
	{
		//当不为一个节点
		QNode* next = ps->head->next;
		free(ps->head);
		ps->head = next;
	}
}

//队尾入队列定义
void QueuePush(Queue* ps, QDataType x)
{
	//判断
	assert(ps);
	//开辟空间放进队列中
	QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	//判断开辟成功否
	if (newnode == NULL)
	{
		perror(newnode);
		exit(-1);
	}
	newnode->date = x;
	newnode->next = NULL;
	//判断head和tail是否指向NULL
	if (ps->tail == NULL)
	{
		//将两指针都指向newnode
		ps->head = ps->tail = newnode;
	}
	//如果tail不指向空
	else
	{
		ps->tail->next = newnode;
		ps->tail = newnode;
	}
}

第四步：队列头部元素和队列尾部元素

// 获取队列头部元素定义
QDataType QueueFront(Queue* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->head);
	return ps->head->date;
}

// 获取队列队尾元素定义
QDataType QueueBack(Queue* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->tail);
	return ps->tail->date;
}

第五步：实现一些特殊接口

// 检测队列是否为空定义
bool QueueEmpty(Queue* ps)
{
	//判断
	assert(ps);
	return ps->head == NULL;//判断真假
}

// 获取队列中有效元素个数定义
int QueueSize(Queue* ps)
{
	assert(ps);
	int size = 0;
	QNode* cur = ps->head;
	while (cur)
	{
		cur = cur->next;
		size++;
	}
	return size;
}

第六步：销毁队列接口

// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* ps)
{
	assert(ps);
	QNode* cur = ps->head;
	while (cur)
	{
		QNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
}

三.测试代码

#include "Queue.h"
void test()
{
	Queue s;
	//队列初始化调用
	QueueInit(&s);
	//队尾入队列调用
	QueuePush(&s, 1);
	QueuePush(&s, 2);
	QueuePush(&s, 3);
	QueuePush(&s, 4);
	QueuePush(&s, 5);
	QueuePush(&s, 6);
	QueuePop(&s);// 队头出队列调用
	QueuePush(&s, 7);
	printf("%d\n", QueueBack(&s));
	QueuePush(&s, 8);
	QueuePush(&s, 9);
	int ret = QueueSize(&s);
	printf("size=%d\n", ret);
	while (!QueueEmpty(&s))
	{
		printf("%d ",QueueFront(&s));
		QueuePop(&s);// 队头出队列调用
	}
	printf("\n");
	int ret2=QueueSize(&s);
	printf("size=%d\n", ret2);
	QueueDestroy(&s);
}
int main()
{
	test();
	return 0;
}

结果：

小编测试是没有问题的，当然不保证一定没错，有问题欢迎指正。

四.代码

头文件和实现文件：

#pragma once
#include 
#include 
#include 
#include 
//定义结构体
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
	QDataType date;
	struct QueueNode* next;
}QNode;
typedef struct Queue
{
	QNode* head;
	QNode* tail;
}Queue;
//队列初始化声明
void QueueInit(Queue* ps);
//队尾入队列声明
void QueuePush(Queue* ps, QDataType x);
// 队头出队列声明
void QueuePop(Queue* ps);
// 检测队列是否为空声明
bool QueueEmpty(Queue* ps);
// 获取队列头部元素声明
QDataType QueueFront(Queue* ps);
// 获取队列队尾元素声明
QDataType QueueBack(Queue* ps);
// 获取队列中有效元素个数声明
int QueueSize(Queue* ps);
// 销毁队列声明
void QueueDestroy(Queue* ps);

#include "Queue.h"

//队列初始化定义
void QueueInit(Queue* ps)
{
	//判断
	assert(ps);
	//将head和tail置空
	ps->head = ps->tail = NULL;
}
//队尾入队列定义
void QueuePush(Queue* ps, QDataType x)
{
	//判断
	assert(ps);
	//开辟空间放进队列中
	QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	//判断开辟成功否
	if (newnode == NULL)
	{
		perror(newnode);
		exit(-1);
	}
	newnode->date = x;
	newnode->next = NULL;
	//判断head和tail是否指向NULL
	if (ps->tail == NULL)
	{
		//将两指针都指向newnode
		ps->head = ps->tail = newnode;
	}
	//如果tail不指向空
	else
	{
		ps->tail->next = newnode;
		ps->tail = newnode;
	}
}
// 队头出队列定义
void QueuePop(Queue* ps)
{
	//判断
	assert(ps);
	assert(ps->head);//头队列也不能为空
	//判断是否一个节点
	if (ps->head->next == NULL)
	{
		free(ps->head);
		ps->head = ps->tail = NULL;
	}
	else
	{
		//当不为一个节点
		QNode* next = ps->head->next;
		free(ps->head);
		ps->head = next;
	}
}
// 检测队列是否为空定义
bool QueueEmpty(Queue* ps)
{
	//判断
	assert(ps);
	return ps->head == NULL;//判断真假
}
// 获取队列头部元素定义
QDataType QueueFront(Queue* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->head);
	return ps->head->date;
}
// 获取队列队尾元素定义
QDataType QueueBack(Queue* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->tail);
	return ps->tail->date;
}
// 获取队列中有效元素个数定义
int QueueSize(Queue* ps)
{
	assert(ps);
	int size = 0;
	QNode* cur = ps->head;
	while (cur)
	{
		cur = cur->next;
		size++;
	}
	return size;
}
// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* ps)
{
	assert(ps);
	QNode* cur = ps->head;
	while (cur)
	{
		QNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
}

测试文件：

#include "Queue.h"
void test()
{
	Queue s;
	//队列初始化调用
	QueueInit(&s);
	//队尾入队列调用
	QueuePush(&s, 1);
	QueuePush(&s, 2);
	QueuePush(&s, 3);
	QueuePush(&s, 4);
	QueuePush(&s, 5);
	QueuePush(&s, 6);
	QueuePop(&s);// 队头出队列调用
	QueuePush(&s, 7);
	printf("%d\n", QueueBack(&s));
	QueuePush(&s, 8);
	QueuePush(&s, 9);
	int ret = QueueSize(&s);
	printf("size=%d\n", ret);
	while (!QueueEmpty(&s))
	{
		printf("%d ",QueueFront(&s));
		QueuePop(&s);// 队头出队列调用
	}
	printf("\n");
	int ret2=QueueSize(&s);
	printf("size=%d\n", ret2);
	QueueDestroy(&s);
}
int main()
{
	test();
	return 0;
}

最后，感谢大家的支持，小编一定会继续努力的