【数据结构】队列(链式队列)

简介: 【数据结构】队列(链式队列)

作者:一个喜欢猫咪的的程序员

专栏:《数据结构》

喜欢的话:世间因为少年的挺身而出,而更加瑰丽。                                  ——《人民日报》


目录


队列的结构和概念:

Queue.h文件

Queue.c文件

Test.c文件:


队列的结构和概念:


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。

队列分为了两种结构

一种是数组,一种是链表。

数组在头删上面效率低,需要挪动数据。

链表头删容易。我们定义一个尾指针tail,我们就可以大大提高尾插的效率了。

链表分为单双,是否循环,是否带头。我们的选择:单链表


Queue.h文件


#pragma once
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
#include<stdlib.h>
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
  QDataType data;
  struct QueueNode* next;
}QNode;
typedef struct Queue
{
  QNode* head;
  QNode* tail;
  int size;
}Queue;
void QInit(Queue* pq);
void QDestroty(Queue* pq);
void QPush(Queue* pq, QDataType x);
void QPop(Queue* pq);
QDataType QFront(Queue* pq);
QDataType QBack(Queue* pq);
bool QEmpty(Queue* pq);
int QSize(Queue* pq);


Queue.c文件


#include"Queue.h"
void QInit(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  pq->head = NULL;
  pq->tail = NULL;
  pq->size = 0;
}
void QDestroty(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  assert(!QEmpty(pq));
  QNode* cur = pq->head;
  while (cur)
  {
    QNode* del = cur;
    cur = cur->next;
    free(del);
  }
  pq->head = pq->tail = NULL;
}
void QPush(Queue* pq, QDataType x)
{
  assert(pq);
  QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
  if (newnode == NULL)
  {
    perror("malloc fail");
    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;
  }
  pq->size++;
}
void QPop(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  assert(!QEmpty(pq));
  if (pq->head->next == NULL)
  {
    free(pq->head);
    pq->head = NULL;
    pq->tail = NULL;
  }
  else
  {
    QNode* del = pq->head;
    pq->head = pq->head->next;
    free(del);
    del = NULL;
  }
  pq->size--;
}
QDataType QFront(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  assert(!QEmpty(pq));
  return pq->head->data;
}
QDataType QBack(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  assert(!QEmpty(pq));
  return pq->tail->data;
}
bool QEmpty(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  if (pq->head == NULL && pq->tail == NULL)
    return true;
  else
    return false;
}
int QSize(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  return pq->size;
}

这里跟链表的设计差不多,我提几个要注意的点:

  • 这里需要assert是因为pq要调用headtail,理论上一定不为空,pq是指向一个结构体,结构体不为空。
  • 这里的循环条件是不等于NULL而不是不等于尾,尾是一个结构体。

  • 当头删的时候,可能会照成一种隐藏的bug,当只剩下一个数据的时候,删掉后,headNULLtail为野指针,会造成尾插代码的bug。


Test.c文件:


#include"Queue.h"
void test1()
{
  Queue pq;
  QInit(&pq);
  QPush(&pq, 1);
  QPush(&pq, 2);
  QDataType x = QFront(&pq);
  QDataType y = QBack(&pq);
  printf("%d %d", x, y);
  QDestroty(&pq);
}
int main()
{
  test1();
  return 0;
}

当我们要改变一个指针的地址的时候有三种方法:

利用二级指针改变一级指针

利用返回值

利用结构体,将指针放在结构体内,传结构体。

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