数据结构——队列(C语言)

简介: 数据结构——队列(C语言)

需求:无

本篇文章将解决一下几个问题

  1. 队列是什么?
  2. 如何实现一个队列?
  3. 什么场景下会用队列?

队列的概念:

  • 队列:一种只允许一端进行插入数据操作,在另一端进行删除操作的特殊线性表。队列具有先进先出(FIFO)入队列:进行插入操作的一端称为队尾,出队列的一端叫做队头。

队列的实现:

  • 队列也可以使用链表或者数组来实现。但是一般都是用链表来实现,如果用数组的话,出队列的时候,会移动数据,效率很低(O(N))。
  • 用链表实现,出队列时要记录好头节点的下一个节点。

  • 队列的判空:当元素个数为0,就是一个空队列,这时不允许出队列。
  • 队列元素的个数:当入队列的时候,size就+1,出队列时就-1,当我们需要元素个数的时候就不需要遍历,用O(1)的时间复杂度就可以完成队列的元素个数。


队列的应用场景:

  • 其实在我们的生活中,到处都是队列的身影,像排队买票的时候,医院叫号的时候....
  • 还有就是想大麦app上抢演唱会的票等等,都有队列的身影。

队列的源码:

void QueueInit(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  pq->tail = pq->head = NULL;
  pq->size = 0;
}
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  QueueNode* cur = pq->head;
  while (cur)
  {
    QueueNode* next = cur->next;
    free(cur);
    cur = next;
  }
}
void QueuePush(Queue* pq, QueueDateType x)
{
  assert(pq);
  QueueNode* newnode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));
  if (newnode == NULL)
  {
    perror("malloc fail");
    exit(-1);
  }
  newnode->next = NULL;
  newnode->val = x;
  if (pq->head == NULL)
  {
    pq->tail = pq->head = newnode;
  }
  else
  {
    pq->tail->next = newnode;
    pq->tail = newnode;
  }
  pq->size++;
}
void QueuePop(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  assert(!QueueEmpty(pq));
  if (pq->head->next == NULL)
  {
    free(pq->head);
    pq->head = pq->tail = NULL;
    pq->size--;
  }
  else
  {
    QueueNode* next = pq->head->next;
    free(pq->head);
    pq->head = next;
    pq->size--;
  }
}
QueueDateType QueueFront(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  assert(!QueueEmpty(pq));
  return pq->head->val;
}
QueueDateType QueueBack(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  assert(!QueueEmpty(pq));
  return pq->tail->val;
}
int QueueSize(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  return pq->size;
}
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  return pq->head == NULL;
}
void QueuePrint(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  while (pq->head)
  {
    printf("%d ", pq->head->val);
    pq->head = pq->head->next;
  }
  printf("\n");
}
typedef int QueueDateType;
typedef struct QueueNode
{
  struct QueueNode* next;
  QueueDateType val;
}QueueNode;
typedef struct Queue
{
  QueueNode* head;
  QueueNode* tail;
  int size;
}Queue;
void QueueInit(Queue* pq);
void QueueDestroy(Queue* pq);
void QueuePush(Queue* pq,QueueDateType x);
void QueuePop(Queue* pq);
QueueDateType QueueFront(Queue* pq);
QueueDateType QueueBack(Queue* pq);
int QueueSize(Queue* pq);
bool QueueEmpty(Queue* pq);
void QueuePrint(Queue* pq);


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