数据结构-队列

简介: 数据结构-队列

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.

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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。

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2.1定义队列

多个值我们使用两个结构体来封装,方便找头和尾。

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

2.2初始化队列

void QueueInit(Que* pq)
{
  assert(pq);
  pq->size = 0;
  pq->head = pq->tail = NULL;
}

2.3销毁队列

销毁队列需要遍历,并且需要提前保存下一个节点的地址。

void QueueDestroy(Que* pq)
{
  assert(pq);
  QNode* cur = pq->head;
  while (cur)
  {
  QNode* next = cur->next;
  free(cur);
  cur = next;
  }
  pq->head = pq->tail = NULL;
  pq->size = 0;
}

2.3数据入队列

首先为新节点malloc一块空间,将data赋值,然后将此节点的next置空。开始入对列,这时需要注意,如果队列为空,则此节点就同时是头和尾,如果不为空,则链接在tail的后面,在将新节点置为tail,最后size++。

void QueuePush(Que* pq, QDataType x)
{
  assert(pq);
  QNode* tmp = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
  if (tmp == NULL)
  {
  perror("malloc fail");
  exit(-1);
  }
  tmp->data = x;
  tmp->next = NULL;
  if (pq->tail == NULL)
  {
  pq->head = pq->tail = tmp;
  }
  else
  {
  pq->tail->next = tmp;
  pq->tail = tmp;
  }
  pq->size++;
}

2.4数据出队列

队列是先入先出,所以数据是从头节点出去,使用断言此队列不为空,在判断是不是只有一个节点,如果是就直接free掉这个节点即可,再将tai和head置空。如果不止一个节点,则需要保存第二个节点,free掉head,再将head置为下一个节点,最后size--。

void QueuePop(Que* pq)
{
  assert(pq);
  assert(!QueueEmpty(pq));
  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;
  }
  pq->size--;
}

2.5取队列的头部数据

直接返回head的data即可。

QDataType QueueFront(Que* pq)
{
  assert(pq);
  assert(!QueueEmpty(pq));
  return pq->head->data;
}

2.6取队列的尾部数据

返回tail的data即可。

QDataType QueueBack(Que* pq)
{
  assert(pq);
  assert(!QueueEmpty(pq));
  return pq->tail->data;
}

2.7判断队列是否为空

使用bool的返回值。

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

2.8队列的数据个数

返回size即可。

int QueueSize(Que* pq)
{
  assert(pq);
  return pq->size;
}

今天的分享到这里就结束啦!谢谢老铁们的阅读,让我们下期再见。

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