数据结构（6）线性表-队列

一、队列的概述

队列也是一种特殊的线性表，只允许在一段插入数据，另一端删除数据。插入操作的一端称为队尾，删除操作的一端称为队头。

如图：

二、队列相关操作

1.队列结构体的声明

类似于栈，他肯定也得借助于数组或者是链表才能实现队列的结构体，考虑到队列的特性，我们应该考察到队尾的插入操作，队头的删除操作。

还是数组和链表两种结构作底层。

数组很明显不能胜任这个任务，数组尾部的插入和删除操作就是O（1），但是头部的插入和删除是O（n），且无法改善，所以就不用。

链表的话就说单链表，单链表由于指针的单向不循环，尾部的插入和删除操作就是O（n），头部的话可以直接通过链表指针遍历到，那就是O（1）。

看起来都不行，当然，也可以去考虑双向链表，但是这里给出一种思路：

底层数组存储的话已经是没招了，底层借助链表，归根结底就是尾部指针得遍历才能得到，所以才为O（n），那干脆我们多写一个指针呗，专门去记录尾结点的地址，方便遍历。

即，存储：

队列的结点由单链表实现，队列的特性由另外一个结构体来实现：

便于后续队尾和队头的操作。

2.初始化队列

初始化phead = ptail = NULL即可。

也就是说，底层确实是用单链表的结点实现，但是我们写函数时只用到Queue这层结构体：

测试代码：

3.入队（队尾的插入）

尾部插入很明显了：

申请个新结点先，然后

ptail->next = newnode;

ptai = ptail->next;

代码实现：

不过很明显容易出现空指针解引用问题，malloc的newnode我们确实检验过了，但是pq里面的ptail呢，换句话说，如果队列刚刚初始化，还为空的时候ptail可是NULL，所以要单独拿出来这种情况分析一下：

所以if-else一下：

测试代码：

4.出队（队头的删除）

老生常谈了，要想删除数据，首先队列不能为空：

不为空再画图去删：

再检验一下，如果只有一个结点，并且删除后，代码仍然符合吗

不为空断言肯定能通过，结果是phead置空了，符合要求，因为队列为空了，但是ptail并未处理，ptail最终指向的肯定是一块已经被释放的空间了，如果这个时候再插入，肯定就错了，所以：
if一下

代码测试：

前几次的出队正确，且如果为空可以检测出来。

5.取队头数据

先验队列不为空再取数据：

测试代码：

6..取队尾元素

基本同取队头元素：

测试：

7.取队列有效元素个数

拿着图稍微比划两下就能看出来了，让遍历指针一直走，如果不是NULL，那就++再指针后移：

测试代码：

栈和队列基础就先说这么多，后面可能还会对文章进行修改，稍加一些内容。栈和队列内容较少，较简单（建立在链表和顺序表非常熟悉的基础上），所以具体特性，实际应用就到Oj题再看。