线性表--队列

1.什么是队列？

队列是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；

 2.队列的实现

队列可以用数组（静态或者动态）和链表的结构来实现，使用链表会更优一点，因为使用数组的话出队列需要数据的移动，时间复杂度为o（n），效率会低一点。

使用单链表实现的队列：

 3.队列具体实现

3.1队列节点和队列

 

3.2队列初始化

 

 3.3入队/尾插

3.4出队/头删

 

 注意这里节点情况要分类讨论，防止q->tail变为野指针。

3.5获取队头数据

3.6获取队尾数据

 3.7检测队列是否为空

3.8销毁队列

 4.代码

//Queue.h
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include 
#include 
#include 
#include 

typedef int QDataType;

// 链式结构表示队列
typedef struct QListNode
{
	//next指针
	struct QListNode* next;
	//数据
	QDataType data;
}QNode;

// 队列的结构
typedef struct Queue
{
	//记录队列头节点
	QNode* head;
	//记录队列尾节点
	QNode* tail;
}Queue;

// 初始化队列
void QueueInit(Queue* q);
// 队尾入队列
void QueuePush(Queue* q, QDataType data);
// 队头出队列
void QueuePop(Queue* q);
// 获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* q);
// 获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* q);
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* q);
// 检测队列是否为空
bool QueueEmpty(Queue* q);
// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* q);

//Queue.c


#include"Queue.h"

// 初始化队列
void QueueInit(Queue* q)
{
	assert(q);
	q->head = q->tail = NULL;
}

// 队尾入队列//尾插
void QueuePush(Queue* q, QDataType data)
{
	assert(q);
	QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("Malloc Fail");
		exit(1);
	}
	if (q->head == NULL)
	{
		q->head = q->tail = newnode;
		newnode->data = data;
		newnode->next = NULL;
	}
	else
	{
		q->tail->next = newnode;
		newnode->data = data;
		newnode->next = NULL;
		q->tail = newnode;
	}
}
// 队头出队列//头删
void QueuePop(Queue* q)
{
	assert(q);
	//队列为空不能删
	assert(q->head);
	//只有一个节点的情况
	if (q->head == NULL)
	{
		free(q->head);
		q->head = q->tail = NULL;
		return;
	}
	//队列多个节点
	QNode* temp = q->head->next;
	free(q->head);
	q->head = temp;
}

// 获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* q)
{
	assert(q);
	//空队列调用
	assert(q->head);
	//队列不为空
	return q->head->data;
}

// 获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* q)
{
	assert(q);
	//空队列调用
	assert(q->head);
	//队列不为空
	return q->tail->data;
}

// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* q)
{
	assert(q);
	int count = 0;
	QNode* pcur = q->head;
	while (pcur)
	{
		count++;
		pcur = pcur->next;
	}
	return count;
}

// 检测队列是否为空
bool QueueEmpty(Queue* q)
{
	assert(q);

	return q->head == NULL;
}
// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* q)
{
	assert(q);
	QNode* pcur = q->head;
	//循环遍历
	while (pcur)
	{
		QNode* temp = pcur->next;
		free(pcur);
		pcur = temp;
	}
	//置空
	q->head = q->tail = NULL;
}

//Test.c


#include"Queue.h"

void test1()
{
	Queue q;
	QueueInit(&q);
	QueuePush(&q, 1);
	QueuePush(&q, 2);
	QueuePush(&q, 3);
	QueuePush(&q, 4);
	QueuePush(&q, 5);
	printf("%d\n", QueueFront(&q));
	printf("%d\n", QueueBack(&q));
	printf("%d\n", QueueSize(&q));
	while (!QueueEmpty(&q))
	{
		printf("%d ", QueueFront(&q));
		QueuePop(&q);
	}
	printf("\n%d\n", QueueSize(&q));
	QueueDestroy(&q);
}

int main()
{
	test1();


	return 0;
}