系列文章目录

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• 前言
• 一、队列
• 二、队列的实现
• 三、接口函数的实现
• • 1、初始化
  • 2、销毁
  • 3、入队/出队
  • 4、队头/队尾
  • 5、判空/元素个数
• 四、队列中元素的访问
• 总结

前言

队列：只允许在一端进行插入数据，在另一端进行删除数据操作的特殊线性表。

一、队列

队列就像我们生活中的排队，只允许在队头离开，在队尾加入。进行插入的一端为队尾，进行删除的一端为队头。所以队列具有先进先出的特点。

二、队列的实现

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

在上述的定义中，我们先定义了队列中的元素，是用链表的形式来实现队列结构的。其实原因很简单，队列涉及头删的问题，而顺序表中头删的时间复杂度是O(N)。很明显，顺序表实现队列的效率是非常低的。所以，我们采用链表的形式。
我们发现，每次尾插的时候都需要寻找尾部节点。该过程的是将复杂度是O(N)。其效率是很低的。因此，我们可以实现定义一个尾指针来记录尾部节点。因此我们就有了另外一个关于队列的结构体，这个结构体中定义了两个变量，一个是头指针，一个是尾指针。size可以来表示元素个数，这样就不用遍历O(n)，空间换时间。

三、接口函数的实现

1、初始化

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

将两个指针都指向空指针。

2、销毁

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

将头指针和尾指针设置为空，避免野指针的出现。

3、入队/出队

void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{assert(pq);QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));assert(newnode);newnode->data = x;newnode->next = NULL;if (pq->tail == NULL){pq->head = pq->tail = newnode;}else{pq->tail->next = newnode;pq->tail = newnode;}pq->size++;}

void QueuePop(Queue* pq)
{assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));if (pq->head == pq->tail){free(pq->head);pq->head = pq->tail = NULL;}else{QNode* prev = pq->head;pq->head = prev->next;free(prev);}pq->size--;
}

要判断元素为空的情况，而且要小心野指针。

4、队头/队尾

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

判断元素是否为空。

5、判空/元素个数

bool QueueEmpty(Queue* pq)
{assert(pq);return pq->head == NULL && pq->tail == NULL;
}int QueueSize(Queue* pq)
{assert(pq);return pq->size;
}

头指针指向的是第一个元素，那么如果头指针指向的是空，那么这个队列就为空。

四、队列中元素的访问

while (!QueueEmpty(&q)){printf("%d ", QueueFront(&q));QueuePop(&q);}printf("\n");

由于队列中的元素满足先进先出，后进后出的特点，所以我们只能访问头尾，想要访问第二个元素，必须删掉队头才行。因此，我们就可以结合上面的接口函数，模拟队列的实现。

总结

队列的特点就是先进后出。
人生应该如蜡烛一样，从顶燃到底，一直都是光明的。 —— 萧楚女