1.队列

1.1队列的概念及结构

1.2队列的实现

1.3接口以及实现

Queue.h

Queue.c

申请一个队列的节点

初始化队列

入队列

出队列

查找队头元素

查找队尾元素

获取队列长度

判断是否为空队列

队列的销毁

测试用例

1.队列

1.1队列的概念及结构

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，形象一点就是吃进去拉出来

1.2队列的实现

可以用顺序结构来实现，也可以用链式结构实现，但是顺序结构要搬运元素，头插尾删就比较耗时间，所以采用链式结构来实现，一个带头借点的单链表。

1.3接口以及实现

Queue.h

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>typedef int Datatype;typedef struct Queuenode{struct Queuenode* next;Datatype data;
}Queuenode;typedef struct Queue {Queuenode* front;Queuenode* back;
}Queue;//申请一个队列的节点
Queuenode* CreateQueueNode(Datatype data);//初始化队列
void QueueInit(Queue* p);//入队列
void QueuePush(Queue* p, Datatype data);//出队列
void QueuePop(Queue* p);//查找队头元素
Datatype QueueFront(Queue* p);//查找队尾元素
Datatype QueueBack(Queue* p);//获取队列长度
int QueueSize(Queue* p);//判断是否为空队列
int QueueEmpty(Queue* p);//队列的销毁
void QueueDestory(Queue* p);

Queue.c

#include "Queue.h"
//申请一个队列的节点
//相当一个带头结点的单链表
Queuenode* CreateQueueNode(Datatype data)
{//直接malloc一个Queuenode* Newnode = (Queuenode*)malloc(sizeof(Queuenode));//查看是否申请成功if (NULL == Newnode) {assert(0);return NULL;}//更新节点数据Newnode->data = data;Newnode->next = NULL;return Newnode;
}//初始化队列
void QueueInit(Queue* p)
{//参数传入的判断assert(p);//给一个头结点p->front = CreateQueueNode(0);p->back = p->front;
}//入队列
//其实就是带头单链表的尾插
void QueuePush(Queue* p, Datatype data)
{//传入参数的合法性判断assert(p);//申请一个节点把传入数据放进去Queuenode* Newnode = CreateQueueNode(data);//直接尾插，next指针指向这个新节点，把他连接起来p->back->next = Newnode;p->back = Newnode;
}//出队列
//其实就是带头单链表的头删
void QueuePop(Queue* p)
{Queuenode* Delnode = NULL;//先判断是否为空if (QueueEmpty(p)) {return;}//标记删除节点，头删Delnode = p->front->next;//然后在连接起来p->front->next = Delnode->next;//队列中刚好只有一个元素，删除之后应该要将队尾back放在头节点的位置if (Delnode == p->back) {p->back = p->front;}free(Delnode);
}//查找队头元素
Datatype QueueFront(Queue* p)
{//对传入参数合法性的判断assert(p);return p->front->next->data;
}//查找队尾元素
Datatype QueueBack(Queue* p)
{//对传入参数合法性的判断assert(p);return p->back->data;
}//获取队列长度
int QueueSize(Queue* p)
{//对传入参数合法性的判断assert(p);//哎呦 这不是我的老朋友计数器吗int count = 0;//好家伙 这不是老伙计遍历指针Queuenode* cur = p->front->next;while (cur) {count++;cur = cur->next;}return count;
}//判断是否为空队列
int QueueEmpty(Queue* p)
{//对传入参数合法性的判断assert(p);//俩指针都指向头结点这不就是空队列了return p->front == p->back;
}//队列的销毁
void QueueDestory(Queue* p)
{//对传入参数合法性的判断assert(p);//先来一个便利指针Queuenode* cur = p->front->next;while (cur) {//这个队头指针一个个指向下一个节点p->front->next = cur->next;free(cur);cur = p->front->next;}free(p->front);p->back = NULL;p->front = NULL;
}//测试用例
void text() {Queue p;QueueInit(&p);printf("size = %d\n", QueueSize(&p));printf("\n");// 入队列QueuePush(&p, 1);QueuePush(&p, 2);QueuePush(&p, 3);QueuePush(&p, 4);QueuePush(&p, 5);QueuePush(&p, 6);QueuePush(&p, 7);printf("size = %d\n", QueueSize(&p));printf("front = %d\n", QueueFront(&p));printf("back = %d\n", QueueBack(&p));printf("\n");// 出队列QueuePop(&p);printf("size = %d\n", QueueSize(&p));printf("front = %d\n", QueueFront(&p));printf("back = %d\n", QueueBack(&p));printf("\n");QueuePop(&p);QueuePop(&p);QueuePop(&p);QueuePop(&p);QueuePop(&p);printf("size = %d\n", QueueSize(&p));printf("front = %d\n", QueueFront(&p));printf("back = %d\n", QueueBack(&p));printf("\n");QueuePop(&p);QueuePop(&p);printf("size = %d\n", QueueSize(&p));QueueDestory(&p);
}
int main() {text();
}

申请一个队列的节点

//申请一个队列的节点
//相当一个带头结点的单链表
Queuenode* CreateQueueNode(Datatype data)
{//直接malloc一个Queuenode* Newnode = (Queuenode*)malloc(sizeof(Queuenode));//查看是否申请成功if (NULL == Newnode) {assert(0);return NULL;}//更新节点数据Newnode->data = data;Newnode->next = NULL;return Newnode;
}

先malloc一个节点
判断是否申请成功
再更新节点数据

初始化队列

//初始化队列
void QueueInit(Queue* p)
{//参数传入的判断assert(p);//给一个头结点p->front = CreateQueueNode(0);p->back = p->front;
}

直接用刚刚那个方法，创建新的节点。
首尾都指向这个头结点。

入队列

//入队列
//其实就是带头单链表的尾插
void QueuePush(Queue* p, Datatype data)
{//传入参数的合法性判断assert(p);//申请一个节点把传入数据放进去Queuenode* Newnode = CreateQueueNode(data);//直接尾插，next指针指向这个新节点，把他连接起来p->back->next = Newnode;p->back = Newnode;
}

先调用刚才的方法来申请一个节点，然后放在队尾。
队尾指针的next指向这个新节点，队尾指针再往后移动一下，指向现在这个节点。

出队列

//出队列
//其实就是带头单链表的头删
void QueuePop(Queue* p)
{Queuenode* Delnode = NULL;//先判断是否为空if (QueueEmpty(p)) {return;}//标记删除节点，头删Delnode = p->front->next;//然后在连接起来p->front->next = Delnode->next;//队列中刚好只有一个元素，删除之后应该要将队尾back放在头节点的位置if (Delnode == p->back) {p->back = p->front;}free(Delnode);
}

头出队列先用DelNode标记要删除的节点。
移动头指针，让头结点出队列。
队列中刚好只有一个元素，删除之后应该要将队尾back放在头节点的位置

查找队头元素

//查找队头元素
Datatype QueueFront(Queue* p)
{//对传入参数合法性的判断assert(p);return p->front->next->data;
}

直接指针找到头结点下一个的数据域然后返回。

查找队尾元素


//查找队尾元素
Datatype QueueBack(Queue* p)
{//对传入参数合法性的判断assert(p);return p->back->data;
}

直接就是队尾节点的数据域

获取队列长度

//获取队列长度
int QueueSize(Queue* p)
{//对传入参数合法性的判断assert(p);//哎呦 这不是我的老朋友计数器吗int count = 0;//好家伙 这不是老伙计遍历指针Queuenode* cur = p->front->next;while (cur) {count++;cur = cur->next;}return count;
}

给一个遍历指针，给个计数器，遍历一个就++最后返回count。

判断是否为空队列

//判断是否为空队列
int QueueEmpty(Queue* p)
{//对传入参数合法性的判断assert(p);//俩指针都指向头结点这不就是空队列了return p->front == p->back;
}

俩指针都指向头结点这不就是空队列了

队列的销毁

//队列的销毁
void QueueDestory(Queue* p)
{//对传入参数合法性的判断assert(p);//先来一个便利指针Queuenode* cur = p->front->next;while (cur) {//这个队头指针一个个指向下一个节点p->front->next = cur->next;free(cur);cur = p->front->next;}free(p->front);p->back = NULL;p->front = NULL;
}

创建一个遍历指针指向第一个节点。
来移动头指针，然后释放掉刚刚头指针指向的这个节点。
刚刚头指针的下一个节点的地址刚刚被保存了，这块的cur还有tmep的作用。

测试用例

void text() {Queue p;QueueInit(&p);printf("size = %d\n", QueueSize(&p));printf("\n");// 入队列QueuePush(&p, 1);QueuePush(&p, 2);QueuePush(&p, 3);QueuePush(&p, 4);QueuePush(&p, 5);QueuePush(&p, 6);QueuePush(&p, 7);printf("size = %d\n", QueueSize(&p));printf("front = %d\n", QueueFront(&p));printf("back = %d\n", QueueBack(&p));printf("\n");// 出队列QueuePop(&p);printf("size = %d\n", QueueSize(&p));printf("front = %d\n", QueueFront(&p));printf("back = %d\n", QueueBack(&p));printf("\n");QueuePop(&p);QueuePop(&p);QueuePop(&p);QueuePop(&p);QueuePop(&p);printf("size = %d\n", QueueSize(&p));printf("front = %d\n", QueueFront(&p));printf("back = %d\n", QueueBack(&p));printf("\n");QueuePop(&p);QueuePop(&p);printf("size = %d\n", QueueSize(&p));QueueDestory(&p);
}

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1.3接口以及实现

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