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数据结构---栈和队列详解（下）

news 2025/10/4 9:35:39

引言：

大家在使用电脑时有没有经历过，机器有时会处于疑似死机状态，鼠标点什么似乎都没用，双击任何快捷方式都不动弹。就当你失去耐心，打算reset时突然它就像醒酒了一样，把你刚才单击的所有操作都按顺序执行了一遍。这是因为操作系统在当时可能cpu一时忙不过来，等前面的事情忙完后，后面多个指令需要通过一个通道输出，按先后次序排队执行造成的结果。再比如，像移动、联通、电信等电话客服，客服人员和客户相比总是少数的，在所有客服人员都占线的情况下，客户会被要求等待，直到某个客服人员空下来，才能让最先开始等待的客户接通电话，这里也是将当前所有拨打客服电话的客户进行了排队处理。

操作系统和客服系统中，都是应用了一种数据结构，来实现方才提到的先进先出的排队功能，这就是队列。

一、队列的定义

1、队列是一种先进先出（First in first out）的线性表，简称：FIFO；允许插入的一端称为队尾，允许删除的一端叫做队头。

2、队列是只允许在一端进行插入操作，而在另一端进行删除操作的线性表。

二、队列的实现思路

首先我们用链表来实现队列，队列的结构是由一个个的节点组成的，定义俩个指针，一个指向队头，一个指向队尾。节点也需要定义结构体。

三、代码具体实现

1、定义队列结构

//1、先定义队列结点的结构
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode 
{QDataType data;QueueNode* next;
}QueueNode;
//2、定义队列的结构
typedef struct Queue
{QueueNode* phead;//队列头的QueueNode* ptail;//队列的尾
}Queue;

2、队列结构初始化

//初始化
void QueueInit(Queue* pq)
{assert(pq);return pq->phead =pq->ptail= NULL;
}

3、判空

//队列判空
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{assert(pq);return pq->phead ==NULL;
}

4、出队

//出队--队头
void QueuePop(Queue* pq)
{assert(!QueueEmpty(pq));if (pq->phead == pq->ptail){free(pq->phead);pq->phead = pq->ptail = NULL;}else{QueueNode* next = pq->phead->next;free(pq->phead);pq->phead = next;}
}

5、队列有效元素


//队列有效元素
int QueueSize(Queue* pq)
{assert(pq);QueueNode* pcur = pq->phead;int size = 0;while (pcur){size++;pcur = pcur->next;}return size;
}

6、取队头元素


//取队头元素(数据)
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{assert(!QueueEmpty(pq));return pq->phead->data;
}

7、取队尾元素

//取队尾数据
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{assert(!QueueEmpty(pq));return pq->ptail->data;
}

8、队列的销毁


//销毁队列
void QueueDestroy(Queue* pq)
{assert(pq);QueueNode* pcur = pq->phead;while (pcur){QueueNode* next = pcur->next;free(pcur);pcur = next;}pq->phead = pq->ptail = NULL;
}

9、入队

//入队--队尾
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{assert(pq);QueueNode* newnode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));if (newnode == NULL){perror("malloc fail");exit(1);}newnode->data = x;newnode->next = NULL;if (pq->phead == NULL){pq->phead = pq->ptail = newnode;}else{//队列非空pq->ptail->next = newnode;pq->ptail = pq->ptail->next;}
}