“ 江天一色无纤尘，皎皎空中孤月轮。 ”
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队列的实现
基本概念
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
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，效率会比较低需要挪动数据O(N)。而链表结构头删只需要O(1)。尾插定义一个尾指针，也只需要O(1)。
创建结构体
这是一个嵌套结构体。
实参q的地址传给了形参pq。pq就是一个指向结构体Queue的指针。Queue里面的head是指向队列对头的指针，tail是指向队尾的指针。
int main() { //创建结构体变量q //需要传q的地址过去。 Queue q; return 0; }
定义一个尾指针tail方便入队的尾插。头指针head方便出队时的头删。
typedef int QDataType; //节点结构体 typedef struct QueueNode { QDataType data; struct QueueNode* next; }QNode; //头指针和尾指针的结构体 typedef struct Queue { QNode* head; QNode* tail; }Queue;
初始化结构体
才开始还没有创建队列的空间，所以只需要初始化第一个结构体就ok了。
队列初始状态需要对头和队尾指向同一位置，且都是空。
void QueueInit(Queue* pq) { assert(pq); pq->head = pq->tail = NULL; }
销毁队列结构体
这次我把销毁结构体放在初始化结构体的后面，原因是内存泄漏很严重，但是经常会忘记销毁结构体。创建意味着就要销毁，二者对立，所以排在初始化的后面，理所应当。
void QueueDestory(Queue* pq) { assert(pq); QNode* cur = pq->head; while (cur) { QNode* next = cur->next; free(cur); cur = next; } pq->head = pq->tail = NULL; }
入队
入队的时候，会创建新的节点。最好最好把新开的newnode节点初始化。把他的next置为空，方便后期求队列长度函数，和出队函数的循环条件的书写。
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x) { assert(pq); QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode)); assert(newnode); //下面两个初始化很有必要 newnode->data = x; newnode->next = NULL; if (pq->tail == NULL) { assert(pq->head == NULL); pq->head = pq->tail = newnode; } else { pq->tail->next = newnode; pq->tail = newnode; } }
出队
因为Queue结构体不可能为空,所以需要断言
还需要断言pq->head和tail都不为空。
void QueuePop(Queue* pq) { assert(pq); assert(pq->head && pq->tail); if (pq->head->next == NULL) { free(pq->head); pq->head = pq->tail = NULL; } else { QNode* next = pq->head->next; free(pq->head); pq->head = next; } }
判断队列是否为空
为空返回true，为假返回false
bool QueueEmpty(Queue* pq) { assert(pq); return pq->head == NULL; }
访问对头的值
QDataType QueueFront(Queue* pq) { assert(pq); assert(pq->head); return pq->head->data; }
访问队尾的值
QDataType QueueBack(Queue* pq) { assert(pq); assert(pq->tail); return pq->tail->data; }
返回队列的长度
长度不可能为负数，所以返回类型为size_t
size_t QueueSize(Queue* pq) { assert(pq); QNode* cur = pq->head; size_t size = 0; while (cur) { size++; cur = cur->next; } return size; }
Queue.h
#pragma once #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <stdbool.h> #include <assert.h> typedef int QDataType; typedef struct QueueNode { QDataType data; struct QueueNode* next; }QNode; typedef struct Queue { QNode* head; QNode* tail; //size_t size; }Queue; void QueueInit(Queue* pq); void QueueDestory(Queue* pq); void QueuePush(Queue* pq, QDataType x); void QueuePop(Queue* pq); bool QueueEmpty(Queue* pq); size_t QueueSize(Queue* pq); QDataType QueueFront(Queue* pq); QDataType QueueBack(Queue* pq);
Queue.c
#include "Queue.h" void QueueInit(Queue* pq) { assert(pq); pq->head = pq->tail = NULL; } void QueueDestory(Queue* pq) { assert(pq); QNode* cur = pq->head; while (cur) { QNode* next = cur->next; free(cur); cur = next; } pq->head = pq->tail = NULL; } void QueuePush(Queue* pq, QDataType x) { assert(pq); QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode)); assert(newnode); newnode->data = x; newnode->next = NULL; 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) { assert(pq); assert(pq->head && pq->tail); if (pq->head->next == NULL) { free(pq->head); pq->head = pq->tail = NULL; } else { QNode* next = pq->head->next; free(pq->head); pq->head = next; } } bool QueueEmpty(Queue* pq) { assert(pq); return pq->head == NULL; } size_t QueueSize(Queue* pq) { assert(pq); QNode* cur = pq->head; size_t size = 0; while (cur) { size++; cur = cur->next; } return size; } QDataType QueueFront(Queue* pq) { assert(pq); assert(pq->head); return pq->head->data; } QDataType QueueBack(Queue* pq) { assert(pq); assert(pq->tail); return pq->tail->data; }
Test.c
void TestQueue() { Queue q; QueueInit(&q); QueuePush(&q, 1); QueuePush(&q, 2); printf("%d ", QueueFront(&q)); QueuePop(&q); QueuePush(&q, 3); QueuePush(&q, 4); while (!QueueEmpty(&q)) { printf("%d ", QueueFront(&q)); QueuePop(&q); } printf("\n"); } int main() { TestQueue(); return 0; }
