数据结构栈与队列（二）队列的基本操作

队列

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，队列具有先进先出的特性，就如同我们排队一样，先排的就先出去。
而进行插入的一端叫做队尾，进行删除的一端叫做队头

队列可以用顺序表和链表的结构来实现，在这里我们就用链表来实现。

如入队1， 2， 3，4
在这里插入图片描述
先入一个4

在出一个1

队列的出入队操作就是通过控制队尾和队首指针来实现的
当我们再全部出队列时，就从1，2，3，4还是1， 2， 3，4

这里我们就使用链表的结构来实现队列

数据结构

typedef int DataType;

typedef struct QListNode
{
	struct QListNode* next;
	DataType data;
}QNode;

// 队列的结构 
typedef struct Queue
{
	QNode* front;
	QNode* rear;
}Queue;

实现的接口

// 初始化队列 
void QueueInit(Queue* q);
// 队尾入队列 
void QueuePush(Queue* q, DataType data);
// 队头出队列 
void QueuePop(Queue* q);
// 获取队列头部元素 
DataType QueueFront(Queue* q);
// 获取队列队尾元素 
DataType 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);

初始化队列

void QueueInit(Queue* q)
{
	q->front = q->rear = NULL;
}

初始化队尾和队首

队尾入队列

void QueuePush(Queue* q, DataType data)
{
	assert(q);

	QNode* node = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	node->data = data;
	node->next = NULL;

	if (q->rear)
	{
		q->rear->next = node;
		q->rear = node;
	}
	else
	{
		q->front = q->rear = node;
	}

}

只需将新元素放到队尾的下一个位置，然后再让这个节点成为新的队尾即可

队首出队列

void QueuePop(Queue* q)
{
	assert(q);

	if (NULL == q->front->next)
	{
		free(q->front);
		q->front = q->rear = NULL;
	}
	else
	{
		QNode* next = q->front->next;
		free(q->front);
		q->front = next;
	}
}

只需要先保存下来队首下一个位置的地址，然后释放队首，再让原本队首的下一个位置成为新的队首

获取队首元素

DataType QueueFront(Queue* q)
{
	assert(q);
	return q->front->data;
}

获取队尾元素

DataType QueueBack(Queue* q)
{
	assert(q);
	return q->rear->data;
}

获取队列中有效元素个数

int QueueSize(Queue* q)
{
	assert(q);

	QNode* cur = q->front;
	int count = 0;

	while (cur)
	{
		count++;
		cur = cur->next;
	}

	return count;
}

遍历一遍队列即可

检测队列是否为空

int QueueEmpty(Queue* q)
{
	return q->front ? 0 : 1;
}

当队首为空时就说明队列中不存在元素，所以返回1

销毁队列

void QueueDestroy(Queue* q)
{
	assert(q);

	QNode* cur = q->front;
	while (cur)
	{
		QNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}

	q->front = q->rear = NULL;
}

在这里插入图片描述
完整代码
头文件

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>

typedef int DataType;

typedef struct QListNode
{
	struct QListNode* next;
	DataType data;
}QNode;

// 队列的结构 
typedef struct Queue
{
	QNode* front;
	QNode* rear;
}Queue;

// 初始化队列 
void QueueInit(Queue* q);
// 队尾入队列 
void QueuePush(Queue* q, DataType data);
// 队头出队列 
void QueuePop(Queue* q);
// 获取队列头部元素 
DataType QueueFront(Queue* q);
// 获取队列队尾元素 
DataType 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);

函数实现

#pragma once
#include"LinkedQueue.h"

void QueueInit(Queue* q)
{
	q->front = q->rear = NULL;
}

DataType QueueFront(Queue* q)
{
	assert(q);
	return q->front->data;
}

DataType QueueBack(Queue* q)
{
	assert(q);
	return q->rear->data;
}

int QueueEmpty(Queue* q)
{
	return q->front ? 0 : 1;
}


int QueueSize(Queue* q)
{
	assert(q);

	QNode* cur = q->front;
	int count = 0;

	while (cur)
	{
		count++;
		cur = cur->next;
	}

	return count;
}

void QueuePush(Queue* q, DataType data)
{
	assert(q);

	QNode* node = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	node->data = data;
	node->next = NULL;

	if (q->rear)
	{
		q->rear->next = node;
		q->rear = node;
	}
	else
	{
		q->front = q->rear = node;
	}

} 

void QueuePop(Queue* q)
{
	assert(q);

	if (NULL == q->front->next)
	{
		free(q->front);
		q->front = q->rear = NULL;
	}
	else
	{
		QNode* next = q->front->next;
		free(q->front);
		q->front = next;
	}
}

void QueueDestroy(Queue* q)
{
	assert(q);

	QNode* cur = q->front;
	while (cur)
	{
		QNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}

	q->front = q->rear = NULL;
}