【数据结构】队列的实现

简介: 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。队列具有先进先出的特点:进行插入操作的一端称为队尾,进行删除操作的一端称为队头。

队列的介绍


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。队列具有先进先出的特点:进行插入操作的一端称为队尾,进行删除操作的一端称为队头。

image.png


文件分装


image.png


对应文件的代码


queue.h


#pragma once
//头文件的声明
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
//节点存储的数据类型
typedef int QDataType;
// 链式结构:表示队列
typedef struct QListNode
{
  struct QListNode* _pnext;
  QDataType _data;
}QNode;
// 队列的结构
typedef struct Queue
{
  QNode* _head;
  QNode* _tail;
}Queue;
// 初始化队列
void QueueInit(Queue* q);
// 队尾入队列
void QueuePush(Queue* q, QDataType data);
// 队头出队列
void QueuePop(Queue* q);
// 获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* q);
// 获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* q);
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* q);
// 检测队列是否为空,如果为空返回非零结果,如果非空返回0
int QueueEmpty(Queue* q);
// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* q);


queue.c


#include"queue.h"
// 初始化队列
void QueueInit(Queue* q)
{
  //断言,保证指针的有效性
  assert(q);
  //把指向第一个和最后一个节点的指针初始化为NULL
  q->_head = q->_tail = NULL;
}
// 队尾入队列
void QueuePush(Queue* q, QDataType data)
{
  assert(q);
  //新开辟一个新的节点
  QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
  //对新的节点初始化
  newnode->_data = data;
  newnode->_pnext = NULL;
  //1.队列没有节点的情况
  if (q->_tail == NULL)
  {
  q->_head = q->_tail = newnode;
  }
  else//2.队列已经有节点的情况
  {
  q->_tail->_pnext = newnode;
  q->_tail = newnode;
  }
}
// 队头出队列
void QueuePop(Queue* q)
{
  assert(q);
  //1.队列只有一个节点的情况
  //释放了空间后还要把原来指向第一个和最后一个节点的指针置为NULL
  if (q->_head->_pnext == NULL)
  {
  free(q->_head);
  q->_head = q->_tail = NULL;
  }
  //2.队列至少一个节点的情况
  else
  {
  //释放第一个节点前要保留第二个节点的地址
  QNode* next = q->_head->_pnext;
  //释放第一个节点
  free(q->_head);
  //之前的第二个节点变为第一个节点
  q->_head = next;
  }
}
// 获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* q)
{
  assert(q);
  return q->_head->_data;
}
// 获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* q)
{
  assert(q);
  return q->_tail->_data;
}
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* q)
{
  assert(q);
  QNode* cur = q->_head;
  int n = 0;
  //遍历队列
  while (cur)
  {
  n++;
  cur = cur->_pnext;
  }
  return n;
}
// 检测队列是否为空,如果为空返回1,如果非空返回0
int QueueEmpty(Queue* q)
{
  assert(q);
  return q->_head == NULL ? 1 : 0;
}
// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* q)
{
  assert(q);
  QNode* cur = q->_head;
  //遍历队列
  while (cur)
  {
  //销毁之前保留后一个节点的地址
  QNode* next = cur->_pnext;
  free(cur);
  cur = next;
  }
  //防止野指针
  q->_head = q->_tail = NULL;
}


trest.c


#include"queue.h"
int main()
{
  //测试
  Queue q;
  QueueInit(&q);
  QueuePush(&q, 1);
  QueuePush(&q, 2);
  QueuePush(&q, 3);
  while (!QueueEmpty(&q))
  {
  printf("%d ", QueueFront(&q));
  QueuePop(&q);
  }
  return 0;
}
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