队列的介绍
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。队列遵守先进先出FIFO（First In First Out）的原则。
入队列：队列的插入操作叫做入队列，进行插入操作的一端称为队尾。
出队列：队列的删除操作叫做出队列，进行删除操作的一端称为队头。
队列的结构：
队列的实现
队列也可以数组和链表的结构实现，使用链表的结构实现更优一些，因为如果使用数组的结构，出队列在数组头上出数据，效率会比较低。
创建队列
首先我们需要创建一个结点类型，类型包含了该结点的数据和指向下一结点的指针。
typedef int QDataType; typedef struct QListNode { struct QListNode* next; //指针域 QDataType data; //数据域 }QListNode;
其次队列与普通链表又有所不同，普通链表只需要知道链表的头指针，而队列的信息包括了队头和队尾，所以我们需要再创建一个结构体用于存放队列的队头和队尾。
typedef struct Queue { QListNode* head;//队头 QListNode* tail;//队尾 }Queue;
初始化队列
我们需要一个初始化函数，对刚创建的队列进行初始化。
//初始化队列 void QueueInit(Queue* pq) { assert(pq); //起始时队列为空 pq->head = NULL; pq->tail = NULL; }
销毁队列
因为队列中的每一个结点所占用的内存空间都是动态开辟的，当我们使用完队列后需要及时释放队列中的每一个结点。
//销毁队列 void QueueDestroy(Queue* pq) { assert(pq); QListNode* cur = pq->head;//接收队头 //遍历链表，逐个释放结点 while (cur) { QListNode* next = cur->next; free(cur); cur = next; } pq->head = NULL;//队头置空 pq->tail = NULL;//队尾置空 }
队尾入队列
入队列，也就是说申请一个新结点并将其链接到队尾，然后改变队尾的指针指向。
需要注意的是：若队列中原本无数据，那么我们只需让队头和队尾均指向这个新申请的结点即可。
//队尾入队列 void QueuePush(Queue* pq, QDataType x) { assert(pq); QListNode* newnode = (QListNode*)malloc(sizeof(QListNode));//申请新结点 if (newnode == NULL) { printf("malloc fail\n"); exit(-1); } newnode->data = x; //新结点赋值 newnode->next = NULL; //新结点指针域置空 if (pq->head == NULL) //队列中原本无结点 { pq->head = pq->tail = newnode; //队头、队尾直接指向新结点 } else //队列中原本有结点 { pq->tail->next = newnode; //最后一个结点指向新结点 pq->tail = newnode; //改变队尾指针指向 } }
对头出队列
出队列，也就是释放队头指针指向的结点并改变队头指针的指向。
若队列中只有一个结点，那么直接将该结点释放，然后将队头和队尾置空即可。
//队头出队列 void QueuePop(Queue* pq) { assert(pq); assert(!QueueEmpty(pq)); //检测队列是否为空 if (pq->head->next == NULL) //队列中只有一个结点 { free(pq->head); pq->head = NULL; pq->tail = NULL; } else//队列中有多个结点 { QListNode* next = pq->head->next; free(pq->head); pq->head = next; //改变队头指针指向 } }
获取队列头部元素
获取队列头部元素，就是返回队头指针指向的数据。
//获取队列头部元素 QDataType QueueFront(Queue* pq) { assert(pq); assert(!QueueEmpty(pq)); //检测队列是否为空 return pq->head->data; //返回队头指针指向的数据 }
获取队列尾部元素
获取队列尾部元素，也就是返回队尾指针指向的数据。
//获取队列尾部元素 QDataType QueueBack(Queue* pq) { assert(pq); assert(!QueueEmpty(pq)); //检测队列是否为空 return pq->tail->data; //返回队尾指针指向的数据 }
检测队列是否为空
检测队列是否为空，也就是判断队头指针指向的内容是否为空。
//检测队列是否为空 bool QueueEmpty(Queue* pq) { assert(pq); return pq->head == NULL; }
获取队列中有效元素个数
队列中有效元素个数，也就是队列中的结点个数。
我们只需遍历一下队列，统计队列中的结点数并返回即可。
//获取队列中有效元素个数 int QueueSize(Queue* pq) { assert(pq); QListNode* cur = pq->head; //接收队头 int count = 0; //记录结点个数 while (cur) //遍历队列 { count++; cur = cur->next; } return count; //返回队列中的结点数 }
总结：
初阶数据结构（五）（六）讲的是栈和队列，它们都是特殊的线性表，只不过对插入和删除操作做了限制。
栈(stack)是限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表。
对列(queue)是只允许在一端进行插入操作，而在另一端进行删除操作的线
性表。
它们均可以用线性表的顺序存储结构来实现，但都存在着顺序存储的一些弊端。因此它们各自有各自的技巧来解决这个问题。
对于栈来说，如果是两个相同数据类型的栈，则可以用数组的两端作栈底的方法来让两个栈共享数据，这就可以最大化地利用数组的空间。
对于队列来说，为了避免数组插入和删除时需要移动数据，于是就引入了循环队列，使得队头和队尾可以在数组中循环变化。解决了移动数据的时间损耗，使得本来插入和删除是O(n)的时间复杂度变成了O(1)。
它们也都可以通过链式存储结构来实现，实现原则上与线性表基本相同，如下图所示。
文章到这里就要告一段落了，有更好的思路或问题的，欢迎留言评论区。
