数据结构——队列的实现

目录

队列的概念和结构

 队列的实现

队列初始化

 入队操作

出队操作

取队头的元素 

判断队列是否为空

队列的销毁

---

队列的概念和结构

队列：只允许在一端进行插入数据操作，另一端进行删除数据操作的特殊线性结构，具有“先进先出”的特点，进行插入数据的一端称为队尾，出数据的一端称为队头。

 队列的实现

队列的实现还是建立三个文件，一个头文件，两个源文件。

typedef int QueDateType;

typedef struct SList {
	struct SList* next;
	QueDateType date;
}SL;

typedef struct Queue {
	SL* head;
	SL* tail;
	int size;
}Queue;

 创建两个结构体，队列的实现是用链表来实现的，如果使用数组来实现，那么效率就太低了，在进行数据删除时，需要挪动数据，在链表中删除数据就是头删，插入数据就是尾插，效率远比使用数组实现高效。

SList是一个节点，成员next 存储下一个节点的地址，date存储该节点的数据，Queue结构体包含两个节点指针，一个指向头，一个指针尾，还有size来统计节点个数。

队列初始化

函数声明

void QueInit(Queue* p);

函数定义

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

初始化队列，没有节点需要将头指针和尾指针置空，size置为0。

 入队操作

函数声明

void QuePush(Queue* p, QueDateType x);

函数定义

void QuePush(Queue* p, QueDateType x)
{
	assert(p);
	SL* newnode = (SL*)malloc(sizeof(SL));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("QuePush:malloc");
		return;
	}
	newnode->date = x;
	newnode->next = NULL;
	if (p->size == 0)
	{
		p->head = p->tail = newnode;
	}
	else
	{
		p->tail->next = newnode;
		p->tail = newnode;
	}
	p->size++;
}

队列的入队操作，根据队列“先进先出”特点，所以我们插入数据在尾部。

先对结构体指针断言，用malloc函数申请一片空间来存储一个节点，这时就有两种情况，一个是队列为空，和队列不为空。当队列为空时，头指针和为尾指针都指向新开辟的节点，当队列不为空，就只需要改变尾指针就可以，最后size++。

出队操作

函数声明

void QuePop(Queue* p);

函数定义

void QuePop(Queue* p)
{
	assert(p);
	assert(p->head != NULL);
	SL* next = p->head->next;
	free(p->head);
	p->head = NULL;
	p->head = next;
	p->size--;
}

出队操作不能一直执行，当队列为空时不可执行，因此对其断言，头指针不可以为空。定义一个节点指针来保存头指针的下一个节点的地址，这样释放头指针后还可以找到下一个节点，最后size--。

取队头的元素 

函数声明

QueDateType QueTop(Queue* p);

函数定义

QueDateType QueTop(Queue* p)
{
	assert(p);
	assert(!QueJuS(p));
	return p->head->date;
}

除了对结构体判空，还需要对节点个数断言，没有节点就不进行该操作，反之返回队头元素。 

判断队列是否为空

 函数声明

bool QueJuS(Queue* p);

函数定义

bool QueJuS(Queue* p)
{
	assert(p);
	return p->size == 0;
}

该函数返回类型为布尔类型，当size等于0时返回true，反之返回false。 

队列的销毁

函数声明

void QueDestroy(Queue* p);

函数定义

void QueDestroy(Queue* p)
{
	assert(p);
	SL* cur = p->head;
	while (cur)
	{
		SL* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	p->size = 0;
}

每插入一个节点就需要进行malloc，所以销毁队列时需要对每一个节点进行空间释放，最后size置为0。