重要的数据结构--队列（C语言实现）

队列简称队，它也是一种操作受限的线性表，其限制为仅允许在表的一端进行插入操作，而在表的另一端进行删除操作。

把队列的结构类型定义及其基本算法做成头文件

头文件(如果把头文件和程序代码都放在一个工程里，则头文件不能用< >（只有系统头文件才能用），在工程里面的头文件，在主程序调用时，用“”)

顺序环队列

//<shujujiegou_duilie.h>
typedef int ElemType; 
typedef struct 
 {
 ElemType date[MaxSize];//存放队中元素
 int front,rear;//队头和队尾指针
}SqQueue;//环队类型

//队空的条件：q->front=q->rear;
/**************初始化队列****************/
void chushihua(SqQueue *&q)
{//构造一个空队列q，将front和rear指针均设置成初始状态，即-1值
  q=(SqQueue *)malloc(sizeof(SqQueue));
  q->front=q->rear=0; 
}
/*************销毁队列******************/
void xiaohui(SqQueue *&q)
{//释放q占用的存储空间
 free(q);
}
/**************判断队列是否为空**********/
bool panduanshifouweikong(SqQueue *q)
{//为空返回真，否则返回假
 return(q->front==q->rear);
}
/**************进队列*******************/
bool jinduilie(SqQueue *&q,ElemType e)
{
   if((q->rear+1)%MaxSize==q->front)//队满上溢出
 return false;        //返回假
    q->rear=(q->rear+1)%MaxSize;//队尾增1
   q->date[q->rear]=e;//rear位置插入元素e
   return true;//返回真
}
/**************出队列*********************/
bool chuduilie(SqQueue *&q,ElemType &e)
{
 if(q->front==q->rear)//队空下溢出
  return false;
 q->front=(q->front+1)%MaxSize;         
 e=q->date[q->front];
 return true;  
}

链式队列

#include <stdlib.h>
typedef int ElemType; 
typedef struct qnode
 {
 ElemType date;//存放元素
 struct qnode *next;//队头和队尾指针
}DataNode;//链队数据结点的类型
typedef struct 
 {
 DataNode *front;//指向队首指针
 DataNode *rear;//指向队尾指针
}LinkQuNode;//链队结点的类型
//队空的条件 ：q->rear==NULL(也可以为q->front==NULL)
//元素e的进队操作：新建一个结点存放元素e（由p指向它），将结点p插入作为尾结点
//出队操作：取出队首结点的data值并将其删除
/**************初始化队列****************/
void chushihua(LinkQuNode *&q)
{
  q=(LinkQuNode *)malloc(sizeof(LinkQuNode));
  q->front=q->rear=NULL; 
}
/*************销毁队列******************/
void xiaohui(LinkQuNode *&q)
{
 DataNode *pre=q->front,*p;//pre指向队首结点
 if (pre!=NULL)
 {
  p=pre->next;//p指向结点pre的后继结点
  while (p!=NULL)//p不空循环
  {
   free(pre);//释放pre结点
   pre=p;p=p->next;//pre，p同步后移
  }
  free(pre);//释放最后一个数据结点
 }
 free(q);//释放链队结点
}
/**************判断队列是否为空**********/
bool panduanshifouweikong(LinkQuNode *q)
{//为空返回真，否则返回假
 return(q->rear==NULL);
}
/**************进队列*******************/
bool jinduilie(LinkQuNode *&q,ElemType e)
{
 DataNode *p;
 p=(DataNode *)malloc(sizeof(DataNode));//创建新结点
 p->date=e;
 p->next=NULL;
 if (q->rear==NULL)   //若链队为空，则新结点既是队首又是队尾结点
 {
  q->front=q->rear=p;
 }
 else                 //若链队不空
 {
  q->rear->next=p;//将结点p链到队尾，并将rear指向它
  q->rear=p;
 }
}
/**************出队列*********************/
bool chuduilie(LinkQuNode *&q,ElemType &e)
{
 DataNode *t;
 if(q->rear==NULL)//原来队列为空
  return false;
  t=q->front;//t指向首节点
 if (q->front==q->rear)//原来队列中只有一个数据结点时
  q->front=q->rear=NULL;
 else                 //原来队列中有两个或两个以上结点时
  q->front=q->front->next;
 e=t->date;
 free(t);
 return true;  
}

通过下面这个运用队列的例子，可以加深印象

利用队列求解报数问题。设有n个人站成一排，从左向右的编号分别为1～n，现在从左往右报数“1,2,1，2，…”，数到“1”的人出列，数到“2”的立即站到队伍的最右端。报数过程反复进行，直到n个人都出列为止。要求给出他们的出列顺序。

#include <stdio.h>
#include <shujujiegou_duilie.h>
void number(int n)
{
int i;
 ElemType e;
 SqQueue *q;//环形队列指针q
 chushihua(q);//初始化队列q
 for (i=1;i<=n;i++)//构建初始序列
 {
  jinduilie(q,i);
 }
 printf("报数出列顺序：");
 while (!panduanshifouweikong(q))  //队列不空循环
 {
  chuduilie(q,e);//出队一个元素e
  printf("%d ",e);//输出元素编号
  if (!panduanshifouweikong(q))//队列不空
  {
   chuduilie(q,e);//出队一个元素e
   jinduilie(q,e);//将刚出队的元素进队
  }
 }
 printf("\n");
 xiaohui(q);//销毁队列q
}
int main()
{
 int i,n=8;
 printf("初始队列：");
 for (i=1;i<=n;i++)
 {
  printf("%d ",i);
 }
 printf("\n");
 number(n);
 return 1;
}

运行结果