【数据结构】--- 几分钟走进栈和队列(详解-下)

2023-06-28 60

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简介： 数据结构学习第十一弹——栈和队列

🌟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、队列实现的两种方式：

数组队列

链式队列

🌟三、队列的实现：

🌏3.1队列结构：

需要定义两个结构体，一个是整个队列中每个节点的结构一个是队头指针、队尾指针和数据个数

typedef int QDataType;
typedef struct QUeueNode//每个节点的结构
{
  struct QueueNode* next;
  QDataType data;
}QNode;
typedef struct Queue
{
  QNode* phead;
  QNode* ptail;
  int size;
}Queue;
//初始化
void QueueInit(Queue*pq);
//释放
void QueueDestroy(Queue* pq);
//尾插(入队)
void QueuePush(Queue* pq,QDataType x);
//头删(出队)
void QueuePop(Queue* pq);
//队头数据
QDataType QueueFront(Queue* pq);
//队尾数据
QDataType QueueBack(Queue* pq);
//数据个数
int QueueSize(Queue* pq);
//判空
bool QueueEmpty(Queue* pq);

🌏3.2初始化：

void QueueInit(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  pq->phead = NULL;
  pq->ptail = NULL;
  pq->size = 0;
}

🌏3.3释放(类似单链表)：

💫3.3.1代码：

void QueueDestroy(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  QNode* cur = pq->phead;
  while (cur)
  {
    QNode* next = cur->next;
    free(cur);
    cur = next;
  }
  pq->phead = pq->ptail = NULL;
  pq->size = 0;
}

💫3.3.2流程图：

🌏3.4入队(类似单链表尾插)：

💫3.4.1代码：

void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
  assert(pq);
  QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
  if (newnode == NULL)
  {
    perror("malloc fail");
    return;
  }
  newnode->data = x;
  newnode->next = NULL;
  if (pq->ptail  == NULL)
  {
    assert(pq->phead==NULL);
    pq->phead = pq->ptail = newnode;
  }
  else
  {
    pq->ptail->next = newnode;
    pq->ptail = newnode;
  }
  pq->size++;
}

💫3.4.2流程图：

🌏3.5出队(类似单链表头删)：

💫3.5.1代码：

void QueuePop(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  assert(!QueueEmpty(pq));//这里是判断pq->phead不为空
  //一个队列
  if (pq->phead->next == NULL)
  {
    free(pq->phead);
    pq->phead = NULL;
    pq->ptail = NULL;
  }
  //多个队列
  else
  {
    QNode* next = pq->phead->next;
    free(pq->phead);
    pq->phead = next;
  }
  pq->size--;
}

💫3.5.2流程图：

🌏3.6队头数据：

QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  assert(!QueueEmpty(pq));
  return pq->phead->data;
}

🌏3.7队尾数据：

QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  assert(!QueueEmpty(pq));
  return pq->ptail->data;
}

🌏3.8数据个数：

int QueueSize(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  return pq->size;
}

🌏3.9判空：

bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  return pq->size==0;
}

🌟四、完整代码：

//Queue.h
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
#include<stdlib.h>
typedef int QDataType;
typedef struct QUeueNode//每个节点的结构
{
  struct QueueNode* next;
  QDataType data;
}QNode;
typedef struct Queue
{
  QNode* phead;
  QNode* ptail;
  int size;
}Queue;
//初始化
void QueueInit(Queue*pq);
//释放
void QueueDestroy(Queue* pq);
//尾插(入队)
void QueuePush(Queue* pq,QDataType x);
//头删(出队)
void QueuePop(Queue* pq);
//队头数据
QDataType QueueFront(Queue* pq);
//队尾数据
QDataType QueueBack(Queue* pq);
//数据个数
int QueueSize(Queue* pq);
//判空
bool QueueEmpty(Queue* pq);
//Queue.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Queue.h"
void QueueInit(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  pq->phead = NULL;
  pq->ptail = NULL;
  pq->size = 0;
}
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  QNode* cur = pq->phead;
  while (cur)
  {
    QNode* next = cur->next;
    free(cur);
    cur = next;
  }
  pq->phead = pq->ptail = NULL;
  pq->size = 0;
}
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
  assert(pq);
  QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
  if (newnode == NULL)
  {
    perror("malloc fail");
    return;
  }
  newnode->data = x;
  newnode->next = NULL;
  if (pq->ptail  == NULL)
  {
    assert(pq->phead==NULL);
    pq->phead = pq->ptail = newnode;
  }
  else
  {
    pq->ptail->next = newnode;
    pq->ptail = newnode;
  }
  pq->size++;
}
void QueuePop(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  assert(!QueueEmpty(pq));
  //一个队列
  if (pq->phead->next == NULL)
  {
    free(pq->phead);
    pq->phead = NULL;
    pq->ptail = NULL;
  }
  //多个队列
  else
  {
    QNode* next = pq->phead->next;
    free(pq->phead);
    pq->phead = next;
  }
  pq->size--;
}
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  assert(!QueueEmpty(pq));
  return pq->phead->data;
}
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  assert(!QueueEmpty(pq));
  return pq->ptail->data;
}
int QueueSize(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  return pq->size;
}
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  return pq->size==0;
}
//Test.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Queue.h"
void TestQueue()
{
  Queue q;
  QueueInit(&q);
  QueuePush(&q, 1);
  QueuePush(&q, 2);
  QueuePush(&q, 3);
  QueuePush(&q, 4);
  while (!QueueEmpty(&q))
  {
    printf("%d ", QueueFront(&q));
    QueuePop(&q);
  }
  printf("\n");
  QueueDestroy(&q);
}
int main()
{
  TestQueue();
  return 0;
}

😽总结

😽Ending,今天的栈和队列(下)的内容就到此结束啦~，如果后续想了解更多，就请关注我吧。