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梳理和实现数据结构中的队列(Queue)

NicoalsNC 2022-04-13 阅读 57

首先,我们先看数据结构中队列的相关概念

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FIFO(First In First Out)

入队列:进行插入操作的一端称为队尾 出队列:进行删除操作的一端称为队头

 1.首先,我们一般用链表来实现队列。
2.先进入队列的值先出,后进入队列的值后出。

OK,接下查看接口

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <assert.h>


//规定队列的数据类型,方便后续维护
typedef int QDataType;

//链表式队列
typedef struct QueueNode QNode;
struct QueueNode
{
	QDataType data;
	QNode* next;
};

//标记队列
//我们仅关注队头和队尾
typedef struct Queue Queue;
struct Queue
{
	QNode* head;
	QNode* tail;
};

//队列的初始化和销毁
void QueueInit(Queue* pq);
void QueueDestory(Queue* pq);

//队尾插入,队头删除
void QueuePush(Queue* pq,QDataType x);
void QueuePop(Queue* pq);

//断空与求队列有效值个数
bool QueueEmpty(Queue* pq);
size_t QueueSize(Queue* pq);

//查看队头数据和队尾数据
QDataType QueueFront(Queue* pq);
QDataType QueueBack(Queue* pq);

第一部分:队列的初始化和销毁

void QueueInit(Queue* pq)
{
	//置空头指针与尾指针
	assert(pq);
	pq->head = pq->tail = NULL;
}

void QueueDestory(Queue* pq)
{
	//一个节点一个节点释放
	//但是需要主要当头指针与尾指针重合时,需要单独处理
	assert(pq);
	QNode* cur = pq->head;

	while (cur)
	{
		QNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	
	pq->head = pq->tail = NULL;
}

第二部分:队列的插入与删除

void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
	assert(pq);
	QNode* newNode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	if (newNode == NULL)
	{
		printf("malloc fail\n");
		exit(-1);
	}
	newNode->data = x;
	newNode->next = NULL;

	//首先判断头尾指针是否重合
	//需要确认头指针位置
	if (pq->tail == NULL)
	{
		assert(pq->head == NULL);
		pq->head = pq->tail = newNode;
	}
	else
	{
		pq->tail->next = newNode;
		pq->tail = newNode;
	}
}

void QueuePop(Queue* pq)
{
	//查看队列是否为空
	assert(pq);
	assert(pq->head && pq->tail);

	
	if (pq->head->next == NULL)
	{
		//只有一个有效值时,特殊处理
		free(pq->head);
		pq->head = pq->tail = NULL;
	}
	else
	{
		QNode* next = pq->head->next;
		free(pq->head);
		pq->head = next;
	}
}

第三部分:断空与求队列有效值个数

bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	//查看头指针是否为空即可
	return pq->head == NULL;
}

size_t QueueSize(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	QNode* cur = pq->head;
	size_t size = 0;
	while (cur)
	{
		//计数
		size++;
		cur = cur->next;
	}

	return size;
}

第四部分:查看队头数据和队尾数据

QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
	//检验只有存在一个有效值
	assert(pq);
	assert(pq->head);

	return pq->head->data;
}

QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
	//检验只有存在一个有效值
	assert(pq);
	assert(pq->tail);
	return pq->tail->data;
}

好啦,本篇博客分享到此为止,如果内容有错误还请在评论区指正。希望看完本篇博客有所收获的小伙伴能够点赞和转发。后续也会带来更多干货!

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