队列?是你了解的这样吗?

简介: 队列?是你了解的这样吗?

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

q1.png

q2.png




注意:队列和栈的不同点


栈:只能从栈顶插入和删除,满足先进后出的原则


队列:是从队尾插入,对头删除,满足先进先出的原则


2.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。


数组存储:


q3.png


总结:利用数组的结构去存储队列,插入时只需要尾插时间复杂度为O(1),删除时需要把对头后面的元素依次往前移这样时间复杂度就为O(n).


链表存储:


q4.png


总结:利用单链表的结构进行队的存储,插入只需要尾插时间复杂度为O(1),删除只需要头删时间复杂度为O(n)。可以从上图中看出队列完美避开了单链表需要找前一个结点的问题。


下面我们就来利用单链表实现队列吧!!!


①首先我们先定义两个结构体类型


typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
  struct QueueNode* next;
  QDataType data;
}QNode;
typedef struct Queue
{
  QNode* head;
  QNode* tail;
}Queue;

第一个结构体类型QueueNode是结点,第二个Queue是队头和队尾


② 初始化


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

初始化的时候,我们把队头和队尾分别指向NULL


③插入


//队尾入
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
  assert(pq);
  QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
  if (newnode == NULL)
  {
  printf("malloc fail\n");
  exit(-1);
  }
  newnode->data = x;
  newnode->next = NULL;
  if (pq->tail == NULL)
  {
  pq->head = pq->tail = newnode;
  }
  else
  {
  pq->tail->next = newnode;
  pq->tail = newnode;
  }
}

w1.png



④删除


//队头出
void QueuePop(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  assert(pq->head);
  //一个   多个
  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;
  }
}


w2.png


⑤取队头


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

我们首先得断言一下队列里面是否有数据,如果没有就不能返回,如果有才能返回


⑥取队尾


//取队尾
QDataType QueueBact(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  assert(pq->tail);
  return pq->tail->data;
}

⑦队中有多少个结点


//队中数据个数
int QueueSize(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  int size = 0;
  QNode* cur = pq->head;
  while (cur)
  {
  ++size;
  cur = cur->next;
  }
  return size;
}

⑧判空


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

利用bool型进行判空,bool型就是真和假嘛


⑨销毁


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

销毁的好处是:防止内存泄漏的问题.


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