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队列——一种操作受限的线性表

news 来源：原创 2024/7/8 0:00:49

队列

队列（Queue）简称队，也是一种操作受限的线性表，只允许在表的一端进行插入，而在表的另一端进行删除。向队列中插入元素称为入队或进队，删除元素称为出队或离队。队列中的元素是先进先出（First In First Out，FIFO）。

队头（Front）：允许删除的一端，又称队首。

队尾（Rear）：允许插入的一端。

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出队列<---- a1 a2 a3 a4 a5 <-----入队列————————————————————^				^|				|队头			 队尾

循环队列

用数组实现循环队列

#define MAX_SIZE 6
typedef int ElemType;
typedef struct {// 数组 存储MAX_SIZE - 1个元素ElemType data[MAX_SIZE];// 队列头 队列尾int front, rear;
} SqQueue;

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#include <stdio.h>#define MAX_SIZE 6
typedef int ElemType;
typedef struct {// 数组 存储MAX_SIZE - 1个元素ElemType data[MAX_SIZE];// 队列头 队列尾int front, rear;
} SqQueue;/** 初始化循环队列*/
void init_queue(SqQueue &Q) {// 初始化循环队列: 让头部和尾部都指向零号Q.front = Q.rear = 0;
}/** 判断循环队列是否为空*/
bool queue_empty(SqQueue Q) {return Q.front == Q.rear;
}/** 入队*/
bool enqueue(SqQueue &Q, ElemType data) {// 判断队列是否已满if ((Q.rear + 1) % MAX_SIZE == Q.front) {return false;}// 放入元素Q.data[Q.rear] = data;// rear加1Q.rear = (Q.rear + 1) % MAX_SIZE;return true;
}/** 出队*/
bool dequeue(SqQueue &Q, ElemType &elem) {// 判断队列是否为空if (queue_empty(Q)) {return false;}// 队首元素elem = Q.data[Q.front];// front加1Q.front = (Q.front + 1) % MAX_SIZE;return true;
}int main() {SqQueue Q;// 一、初始化循环队列init_queue(Q);// 二、判断循环队列是否为空bool ret = queue_empty(Q);if (ret) {printf("queue is empty\n");}// 三、入队enqueue(Q, 3);enqueue(Q, 4);ret = enqueue(Q, 5);if (ret) {printf("enqueue success\n");} else {printf("enqueue failed\n");}// 四、出队ElemType elem;ret = dequeue(Q, elem);if (ret) {printf("dequeue succes, elem = %d\n", elem);} else {printf("dequeue failed\n");}enqueue(Q, 6);enqueue(Q, 7);enqueue(Q, 8);ret = enqueue(Q, 9);return 0;
}

队列

队列的链式表示称为链队列，它实际上是一个同时带有队头指针和队尾指针的单链表。头指针指向队头结点，尾指针指向队尾结点，即单链表的最后一个结点。

链表尾插法实现入队，链表头删法实现出队。

请添加图片描述

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>typedef int ElemType;
typedef struct LinkNode {ElemType data;struct LinkNode *next;
} LinkNode;// 链表 先进先出
typedef struct LinkQueue {// 链表头/队头 链表尾/队尾LinkNode *front, *rear;
} LinkQueue;/** 队列的初始化（带头结点的链表实现）*/
void init_queue(LinkQueue &Q) {// 头和尾指向同一个结点Q.front = Q.rear = (LinkNode *) malloc(sizeof(LinkNode));// 头结点的next指针为NULLQ.front->next = NULL;
}/** 判断队列是否为空*/
bool queue_empty(LinkQueue Q) {if (Q.front == Q.rear) {return true;}return false;
}/** 入队*/
void enqueue(LinkQueue &Q, ElemType data) {LinkNode *new_node = (LinkNode *) malloc(sizeof(LinkNode));new_node->data = data;new_node->next = NULL;// 尾指针的next指向new_nodeQ.rear->next = new_node;// rear指向新的尾部Q.rear = new_node;
}/** 出队*/
bool dequeue(LinkQueue &Q, ElemType &elem) {// 判断队列是否为空if (queue_empty(Q)) {return false;}// 第一个结点LinkNode *q = Q.front->next;elem = q->data;Q.front->next = q->next;// 链表只剩一个结点时 被删除后 要改变rearif (Q.rear == q) {Q.rear = Q.front;}//让第一个结点断链free(q);return true;
}int main() {// 新建队列LinkQueue Q;// 一、初始化队列init_queue(Q);// 二、判断队列是否为空bool ret = queue_empty(Q);if (ret) {printf("queue is empty\n");}// 三、入队enqueue(Q, 3);enqueue(Q, 4);enqueue(Q, 5);// 四、出队ElemType elem;dequeue(Q, elem);dequeue(Q, elem);ret = dequeue(Q, elem);if (ret) {printf("dequeue success element = %d\n", elem);} else {printf("dequeue failed\n");}return 0;
}