队列

队列的概念和结构

队列的实现

队列也有数组队列和链式队列。队列的特点是先进先出。实现时，数组队列，不适合头删。双向链表需要多个指针，因此，这里选择使用单链表实现。

单链表队列的实现

总的声明

typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
   
       
    QDataType val;
    struct QueueNode* next;
}QNode;

typedef struct Queue
{
   
   
    QNode* phead;
    QNode* ptail;
    int size;
}Queue;


void QueueInit(Queue* pq);
void QueueDestroy(Queue* pq);
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
void QueuePop(Queue* pq);
QDataType QueueFront(Queue* pq);
QDataType QueueBack(Queue* pq);
bool QueueEmpty(Queue* pq);
int    QueueSize(Queue* pq);

初始化

上方的Push函数是有问题的，因为队列的特点是队尾进，队头出。所以插入时是尾插，单链表不好找队尾，就需要一个指向队尾的指针。因为我们的单链表是不带头节点的， 所以传一级指针也是有问题的。

解决方法：

我们将两个一级指针都放在结构体中，传参时传这个结构体指针，这样只需要传一级指针。因为改变phead和ptail时，我们改的是结构体的内容，传结构体指针即可。

下方是初始化代码：

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

销毁

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;
}

插入

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

    if (pq->ptail == NULL)
    {
   
   
        pq->ptail = pq->phead = newnode;
    }
    else
    {
   
   
        pq->ptail->next = newnode;
        pq->ptail = newnode;
    }
    pq->size++;
}

删除

void QueuePop(Queue* pq) 
{
   
   
    assert(pq);
    assert(pq->phead);

    QNode* del = pq->phead;
    pq->phead = pq->phead->next;
    free(del);
    del = NULL;
    if (pq->phead == NULL)
    {
   
   
        pq->ptail = NULL;    
    }
    pq->size--;
}

取队头

QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
   
   
    assert(pq);
    assert(pq->phead);
    return pq->phead->val;
}

取队尾

QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
   
   
    assert(pq);
    assert(pq->ptail);
    return pq->ptail->val;
}

判断是否为空

bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
   
   
    assert(pq);
    return pq->phead == NULL;
}

返回队列数据个数

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

队列的一对一关系

队列的特点是先进先出，与栈不同。入队的顺序只有一种，出队的顺序也只有一种。