【数据结构】队列—C语言版（详解！！！）

文章目录

• 一、队列的概念及结构
• • 1、队列的概念定义
  • 2、动图演示
• 二、队列的实现
• 三、链表结构队列详解
• • 创建队列的结构
  • ⭕接口1：定义结构体（QNode、Queue）
  • ⭕接口2：初始化（QueueInit）
  • ⭕接口3：销毁（QueueDestroy）
  • ⭕接口4：入队列（QueuePush）
  • ⭕接口5：出队列（QueuePop）
  • ⭕接口6：取队头数据（QueueFront）
  • ⭕接口7：取队尾数据（QueueBack）
  • ⭕接口8：获取队列大小（QueueSize）
  • ⭕接口9：判空（QueueEmpty）
• 四、完整代码
• • Queue.h
  • Queue.c
  • Test.c

一、队列的概念及结构

1、队列的概念定义

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

• 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

2、动图演示

可以想象成排队去食堂打饭，前面先打完饭的就从队头先走了，后来的就需要在后面队尾继续排队

二、队列的实现

队列也可以数组和链表的结构实现，使用链表的结构实现更优一些，因为如果使用数组的结构，出队列在数组头上出数据，效率会比较低。

三、链表结构队列详解

创建队列的结构

这里先创建三个文件：
1️⃣：Queue.h文件，用于函数的声明
2️⃣：Queue.c文件，用于函数的定义
3️⃣：Test.c文件，用于测试函数
建立三个文件的目的： 将队列作为一个项目来进行编写，方便我们的学习与观察。

⭕接口1：定义结构体（QNode、Queue）

这里需要定义两个结构体：QNode、Queue，分别表示：队列链表每个节点结构和整个队列链表结构

请看代码与注释

//自定义类型typedef int QDataType;//队列链表每个节点结构typedef struct QueueNode{struct QueueNode* next;QDataType data;}QNode;//整个队列链表结构typedef struct Queue{QNode* phead;QNode* ptail;int size;}Queue;

⭕接口2：初始化（QueueInit）

请看代码与注释

//初始化void QueueInit(Queue* pq){//断言传入指针不为NULLassert(pq);pq->phead = NULL;pq->ptail = NULL;pq->size = 0;}

⭕接口3：销毁（QueueDestroy）

请看代码与注释

//销毁void QueueDestroy(Queue* pq){//断言传入指针不为NULLassert(pq);QNode* cur = pq->phead;while (cur){QNode* next = cur->next;free(cur); //释放cur = next;}pq->phead = pq->ptail = NULL;pq->size = 0;}

⭕接口4：入队列（QueuePush）

请看代码与注释

//入队列void QueuePush(Queue* pq, QDataType x){assert(pq);QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));if (newnode == NULL){perror("malloc fail\n");return;}newnode->data = x;newnode->next = NULL;if (pq->ptail == NULL) //如果没有节点（空队列）{assert(pq->phead == NULL);pq->phead = pq->ptail = newnode;}else //非空队列{pq->ptail->next = newnode;pq->ptail = newnode;}pq->size++;}

⭕接口5：出队列（QueuePop）

请看代码与注释

//出队列void QueuePop(Queue* pq){assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));//1、一个节点if (pq->phead->next == NULL){free(pq->phead);pq->phead = pq->ptail = NULL;}//2、多个节点else{//头删QNode* next = pq->phead->next;free(pq->phead);pq->phead = next;}pq->size--;}

⭕接口6：取队头数据（QueueFront）

请看代码与注释

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

⭕接口7：取队尾数据（QueueBack）

请看代码与注释

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

⭕接口8：获取队列大小（QueueSize）

请看代码与注释

//获取队列大小int QueueSize(Queue* pq){assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));return pq->size;}

⭕接口9：判空（QueueEmpty）

请看代码与注释

//判空bool QueueEmpty(Queue* pq){assert(pq);//return pq->phead == NULL && pq->ptail == NULL;return pq->size == 0;}

四、完整代码

Queue.h

#pragma once#include#include#include#includetypedef int QDataType;//队列链表每个节点typedef struct QueueNode{struct QueueNode* next;QDataType data;}QNode;//整个队列链表typedef struct Queue{QNode* phead;QNode* ptail;int size;}Queue;//初始化void QueueInit(Queue* pq);//销毁void QueueDestroy(Queue* pq);//入队列void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);//出队列void QueuePop(Queue* pq);//获取队头数据QDataType QueueFront(Queue* pq);//获取队尾数据QDataType QueueBack(Queue* pq);//获取队列大小int QueueSize(Queue* pq);//判空bool QueueEmpty(Queue* pq);

Queue.c

#include"Queue.h"//初始化void QueueInit(Queue* pq){assert(pq);pq->phead = NULL;pq->ptail = NULL;pq->size = 0;}//销毁void QueueDestroy(Queue* pq){assert(pq);QNode* cur = pq->phead;while (cur){QNode* next = cur->next;free(cur);cur = next;}pq->phead = pq->ptail = NULL;pq->size = 0;}//入队列void QueuePush(Queue* pq, QDataType x){assert(pq);QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));if (newnode == NULL){perror("malloc fail\n");return;}newnode->data = x;newnode->next = NULL;if (pq->ptail == NULL){assert(pq->phead == NULL);pq->phead = pq->ptail = newnode;}else{pq->ptail->next = newnode;pq->ptail = newnode;}pq->size++;}//出队列void QueuePop(Queue* pq){assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));//1、一个节点if (pq->phead->next == NULL){free(pq->phead);pq->phead = pq->ptail = NULL;}//2、多个节点else{//头删QNode* next = pq->phead->next;free(pq->phead);pq->phead = next;}pq->size--;}//获取队头数据QDataType QueueFront(Queue* pq){assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));return pq->phead->data;}//获取队尾数据QDataType QueueBack(Queue* pq){assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));return pq->ptail->data;}//获取队列大小int QueueSize(Queue* pq){assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));return pq->size;}//判空bool QueueEmpty(Queue* pq){assert(pq);//return pq->phead == NULL && pq->ptail == NULL;return pq->size == 0;}

Test.c

#include"Queue.h"//入队列测试void TestQueue1(){Queue q;QueueInit(&q);QueuePush(&q, 1);QueuePush(&q, 2);QueuePush(&q, 3);QueuePush(&q, 4);while (!QueueEmpty(&q)){printf("%d ", QueueFront(&q));QueuePop(&q);}printf("\n");QueueDestroy(&q);}//测试void TestQueue2(){Queue q;QueueInit(&q);QueuePush(&q, 1);QueuePush(&q, 2);printf("Size:%d\n", QueueSize(&q));while (!QueueEmpty(&q)){printf("%d ", QueueFront(&q));QueuePop(&q);}printf("\n");QueueDestroy(&q);}int main(){//TestQueue1();//TestQueue2();return 0;}

这期内容相对比较简单，希望烙铁们可以理解消化哦！

总结
以上就是 【数据结构】队列—C语言版 的全部内容啦
本文章所在【数据结构与算法】专栏，感兴趣的烙铁可以订阅本专栏哦
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创作写文不易，还多请各位大佬uu们多多支持哦