备案控制台
探索云世界
开发者社区 云计算 文章 正文

＜队列（链式）＞《数据结构(C语言版)》

2022-11-27 60
版权
版权声明：
本文内容由阿里云实名注册用户自发贡献，版权归原作者所有，阿里云开发者社区不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。具体规则请查看《 阿里云开发者社区用户服务协议》和 《阿里云开发者社区知识产权保护指引》。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容，填写 侵权投诉表单进行举报，一经查实，本社区将立刻删除涉嫌侵权内容。
简介： ＜队列（链式）＞《数据结构(C语言版)》

目录

《数据结构(C语言版)》实战项目之队列（链式）的功能实现

                                                                            ——By 作者：新晓·故知

一、完整源码：

               完整源码如下，欢迎复制测试指正！

               队列（链式）的功能实现测试示例：  

      完整源码：

       二、队列（链式）的功能实现分析：

1.队列的概念及结构

2.队列的实现功能函数：

（1）初始化队列

（2）销毁队列

（3）插入（进队）

（4）删除（出队）

（5）判断队列是否为空

（6）判断队列大小

（7）队头

（8）队尾

扩展了解：

后记：●由于作者水平有限，文章难免存在谬误之处，敬请读者斧正，俚语成篇，恳望指教！

                                                                          ——By 作者：新晓·故知

 

《数据结构(C语言版)》实战项目之队列（链式）的功能实现

                                                                            ——By 作者：新晓·故知

一、完整源码：

完整源码如下，欢迎复制测试指正！

队列（链式）的功能实现测试示例：  image.gif编辑

完整源码：

Test.c:

#include "Queue.h"
//队列（链式）的功能实现
//初始化队列测试
void TestQueue1()
{
  Queue q;
  QueueInit(&q);
  ////1.一个一个创建数据
  //QueuePush(&q, 1);
  //QueuePush(&q, 2);
  //QueuePush(&q, 3);
  //QueuePush(&q, 4);
  //2.使用循环创建数据
  for (int i = 1; i < 6; ++i)
  {
    QueuePush(&q, i);
  }
  while (!QueueEmpty(&q))
  {
    printf("%d ", QueueFront(&q));
    QueuePop(&q);
  }
  printf("\n");
}
//判断队列大小测试
void TestQueue2()
{
  Queue q;
  QueueInit(&q);
  //2.使用循环创建数据
  for (int i = 1; i < 6; ++i)
  {
    QueuePush(&q, i);
    printf("%d ", QueueFront(&q));
    QueuePop(&q);
  }
  //2.使用循环创建数据
  for (int i = 1; i < 6; ++i)
  {
    QueuePush(&q, i);
    /*printf("%d ", QueueFront(&q));
    QueuePop(&q);*/
  }
  printf("\n");
  //判断队列大小
  size_t size=QueueSize(&q);
  printf("队列的大小为：%u", size);
}
//队头查找打印测试
void TestQueue3()
{
  Queue q;
  QueueInit(&q);
  //2.使用循环创建数据
  for (int i = 1; i < 6; ++i)
  {
    QueuePush(&q, i);
    printf("%d ", QueueFront(&q));
    QueuePop(&q);
  }
  printf("\n");
  for (int i = 1; i < 6; ++i)
  {
    QueuePush(&q, i);
    /*printf("%d ", QueueFront(&q));
    QueuePop(&q);*/
  }
  printf("%d ", QueueFront(&q));
}
//队尾查找打印测试
void TestQueue4()
{
  Queue q;
  QueueInit(&q);
  //2.使用循环创建数据
  for (int i = 1; i < 6; ++i)
  {
    QueuePush(&q, i);
    printf("%d ", QueueFront(&q));
    QueuePop(&q);
  }
  printf("\n");
  for (int i = 1; i < 6; ++i)
  {
    QueuePush(&q, i);
    /*printf("%d ", QueueFront(&q));
    QueuePop(&q);*/
  }
  printf("%d ", QueueBack(&q));
}
//入队+出队测试
void TestQueue5()
{
  Queue q;
  QueueInit(&q);
  //2.使用循环创建数据
  for (int i = 1; i < 6; ++i)
  {
    //入队
    QueuePush(&q, i);
    printf("%d ", QueueFront(&q));
    //出队
    QueuePop(&q);
  }
  printf("\n");
}
//销毁队列测试
void TestQueue6()
{
  Queue q;
  QueueInit(&q);
  //2.使用循环创建数据
  for (int i = 1; i < 6; ++i)
  {
    QueuePush(&q, i);
    printf("%d ", QueueFront(&q));
    //删除队头
    QueuePop(&q);
  }
  printf("\n");
  QueueEmpty(&q);
  QueueDestroy(&q);
  printf("%d ", QueueFront(&q));
}
int main()
{
  TestQueue1();
  TestQueue2();
  TestQueue3();
  TestQueue4();
  TestQueue5();
  //TestQueue6();
  return 0;
}
image.gif

Queue.c:

#include "Queue.h"
//队列（链式）的功能实现
//队列的功能函数
//初始化队列
void QueueInit(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  pq->head = pq->tail = NULL;
}
//销毁
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  QNode* cur = pq->head;
  while (cur)
  {
    QNode* next = cur->next;
    free(cur);
    cur = next;
  }
  pq->head = pq->tail = NULL;
}
//插入（进队）
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
  assert(pq);
  //开辟新结点
  QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
  assert(newnode);
  newnode->data = x;
  newnode->next = NULL;
  if (pq->tail == NULL)
  {
    assert(pq->head == NULL);
    pq->head = pq->tail = newnode;
  }
  else
  {
    pq->tail->next = newnode;
    pq->tail = newnode;
  }
}
//删除（出队）
void QueuePop(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  assert(pq->head && pq->tail);
  if (pq->head->next == NULL)
  {
    free(pq->head);
    pq->head = pq->tail = NULL;
  }
  else
  {
    QNode* next = pq->head->next;
    free(pq->head);
    pq->head = next;
  }
}
//判断队列是否为空
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  //return pq->head == NULL && pq->tail == NULL;
  return pq->head == NULL;
}
//队列大小
//size_t即unsigned int，包含在头文件
size_t QueueSize(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  QNode* cur = pq->head;
  size_t size = 0;
  while (cur)
  {
    size++;
    cur = cur->next;
  }
  return size;
  //如果经常使用size，可以在结构体中定义size，
  //然后初始化为0，就不用在使用while计算
  //这样就不用遍历，降低时间复杂度
}
//队头
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  assert(pq->head);
  return pq->head->data;
}
//队尾
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  assert(pq->tail);
  return pq->tail->data;
}
image.gif

Queue.h:

#pragma once
//队列（链式）的功能实现
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
#include<assert.h>
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
  QDataType data;
  struct QueueNode* next;
}QNode;
//定义第二个结构体的原因是因为要方便队尾的插入，删除的管理
typedef struct Queue
{
  QNode* head;
  QNode* tail;
  //size_t size;  //若经常使用，可在此增加一个计数
}Queue;
//初始化队列
void QueueInit(Queue* pq);
//销毁
void QueueDestroy(Queue* pq);
//插入（进队）
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
//删除（出队）
void QueuePop(Queue* pq);
//判断队列是否为空
bool QueueEmpty(Queue* pq);
//队列大小
size_t QueueSize(Queue* pq);   //size_t即unsigned int，包含在头文件
//队头
QDataType QueueFront(Queue* pq);
//队尾
QDataType QueueBack(Queue* pq);
image.gif

二、队列（链式）的功能实现分析：

1.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image.gif编辑

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。

image.gif编辑

2.队列的实现功能函数：

链式结构：表示队列

（1）初始化队列

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

（2）销毁队列

//销毁
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  QNode* cur = pq->head;
  while (cur)
  {
    QNode* next = cur->next;
    free(cur);
    cur = next;
  }
  pq->head = pq->tail = NULL;
}
image.gif

（3）插入（进队）

//插入（进队）
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
  assert(pq);
  //开辟新结点
  QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
  assert(newnode);
  newnode->data = x;
  newnode->next = NULL;
  if (pq->tail == NULL)
  {
    assert(pq->head == NULL);
    pq->head = pq->tail = newnode;
  }
  else
  {
    pq->tail->next = newnode;
    pq->tail = newnode;
  }
}
image.gif

（4）删除（出队）

//删除（出队）
void QueuePop(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  assert(pq->head && pq->tail);
  if (pq->head->next == NULL)
  {
    free(pq->head);
    pq->head = pq->tail = NULL;
  }
  else
  {
    QNode* next = pq->head->next;
    free(pq->head);
    pq->head = next;
  }
}
image.gif

（5）判断队列是否为空

//判断队列是否为空
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  //return pq->head == NULL && pq->tail == NULL;
  return pq->head == NULL;
}
image.gif

（6）判断队列大小

//队列大小
//size_t即unsigned int，包含在头文件
size_t QueueSize(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  QNode* cur = pq->head;
  size_t size = 0;
  while (cur)
  {
    size++;
    cur = cur->next;
  }
  return size;
  //如果经常使用size，可以在结构体中定义size，
  //然后初始化为0，就不用在使用while计算
  //这样就不用遍历，降低时间复杂度
}
image.gif

（7）队头

//队头
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  assert(pq->head);
  return pq->head->data;
}
image.gif

（8）队尾

//队尾
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  assert(pq->tail);
  return pq->tail->data;
}
image.gif

销毁队列测试：

image.gif编辑

扩展了解：

实际中我们有时还会使用一种队列叫循环队列。如操作系统课程讲解生产者消费者模型时可以就会使用循环队列。环形队列可以使用数组实现，也可以使用循环链表实现。

image.gif编辑

image.gif编辑

后记：

●由于作者水平有限，文章难免存在谬误之处，敬请读者斧正，俚语成篇，恳望指教！

                                                                          ——By 作者：新晓·故知


关键词：
队列数据结构
数据结构队列
C语言数据结构
数据结构c语言
C语言队列
新晓故知
目录
相关文章
小蜗牛~向前冲
|
1天前
|
C语言
猿创征文｜栈和队列OJ刷题
猿创征文｜栈和队列OJ刷题
小蜗牛~向前冲
13 4
小蜗牛~向前冲
|
1天前
[数据结构]~栈和队列(0-1)
[数据结构]~栈和队列(0-1)
小蜗牛~向前冲
11 3
秦jh
|
1天前
|
搜索推荐 C语言
【C语言/数据结构】排序（归并排序|计数排序|排序算法复杂度）
【C语言/数据结构】排序（归并排序|计数排序|排序算法复杂度）
秦jh
8 0
秦jh
|
1天前
|
C语言
【C语言/数据结构】排序（快速排序及多种优化|递归及非递归版本）
【C语言/数据结构】排序（快速排序及多种优化|递归及非递归版本）
秦jh
4 0
秦jh
|
1天前
|
C语言
【C语言/数据结构】排序（选择排序，推排序，冒泡排序）
【C语言/数据结构】排序（选择排序，推排序，冒泡排序）
秦jh
8 0
秦jh
|
1天前
|
C语言
【C语言/数据结构】排序（直接插入排序｜希尔排序）
【C语言/数据结构】排序（直接插入排序｜希尔排序）
秦jh
11 4
秦jh
|
1天前
|
C语言
【C语言/数据结构】二叉树（层序遍历|判断完全二叉树|性质）
【C语言/数据结构】二叉树（层序遍历|判断完全二叉树|性质）
秦jh
261 52
桃李春风一杯酒
|
3天前
|
存储 缓存 算法
【C 言专栏】C 语言中的数据结构应用
【5月更文挑战第4天】本文探讨了C语言中的核心数据结构，包括数组、链表（单链表和双链表）、栈、队列、二叉树（如二叉搜索树和二叉堆）以及图结构。这些数据结构在程序设计中扮演着关键角色，如数组的快速访问、链表的动态管理、栈和队列的处理流程控制、树和图的复杂关系表示。理解并选择适当的数据结构可优化程序性能，而内存管理和算法优化则进一步提升效率。通过案例分析和展望未来发展趋势，本文旨在帮助读者深化对C语言数据结构的理解和应用。
桃李春风一杯酒
25 4
【C 言专栏】C 语言中的数据结构应用
老秦包你会
|
7天前
|
机器学习/深度学习 分布式数据库
数据结构第六课 -----链式二叉树的实现
数据结构第六课 -----链式二叉树的实现
老秦包你会
6 0
老秦包你会
|
7天前
|
存储
栈与队列练习题
栈与队列练习题
老秦包你会
9 0