数据结构-------队列

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

队列实现

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。

与栈类似，可以把声明与定义分开
头文件.h

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>typedef int QDataType;typedef struct QueueNode
{struct QueueNode* next;QDataType val;
}QNode;typedef struct Queue
{QNode* phead;//头节点指针QNode* ptail;//结尾节点指针int size;
}Queue;
//接口
void QueueInit(Queue* pq);
void QueueDestroy(Queue* pq);// 队尾插入
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
// 队头删除
void QueuePop(Queue* pq);// 取队头和队尾的数据
QDataType QueueFront(Queue* pq);
QDataType QueueBack(Queue* pq);int QueueSize(Queue* pq);
bool QueueEmpty(Queue* pq);

实现文件.c（接口实现）

void QueueInit(Queue* pq)
{pq->phead = NULL;pq->ptail = NULL;pq->size = 0;
}
void QueueDestroy(Queue* pq)
{assert(pq);assert(pq->phead);if (pq->phead == pq->ptail){free(pq->phead);pq->phead = pq->ptail = NULL;pq->size = 0;}
}// 队尾插入
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{assert(pq);QNode* new = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));if (new == NULL){perror("malloc fail");return;}new->next = NULL;new->val = x;if (pq->phead == NULL)//链表为空{pq->phead = pq->ptail = new;pq->size++;}else//有多个节点{pq->ptail->next = new;pq->ptail = new;pq->size++;}
}
// 队头删除
void QueuePop(Queue* pq)
{assert(pq);assert(pq->size != 0);if (pq->phead->next == NULL){free(pq->phead);pq->phead = pq->ptail = NULL;pq->size--;}else{Queue* cur = pq->phead->next;free(pq->phead);pq->phead = cur;pq->size--;}
}// 取队头和队尾的数据
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{assert(pq);assert(pq->size != 0);return pq->phead->val;
}
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{assert(pq);assert(pq->size != 0);return pq->ptail->val;
}int QueueSize(Queue* pq)
{assert(pq);return pq->size;
}
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{assert(pq);return pq->size == 0;
}

练习

1、用队列实现栈链接: 用队列实现栈链接

首先实现一个队列，然后在构建俩个队列，俩个队列互相导数据

//队列-----------------------------------------------
typedef struct {Queue q1;Queue q2;} MyStack;MyStack* myStackCreate() {MyStack* p = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));QueueInit(&p->q1);QueueInit(&p->q2);return p;
}void myStackPush(MyStack* obj, int x)
{if (QueueEmpty(&obj->q1) && QueueEmpty(&obj->q2))//俩个都为空{QueuePush(&(obj->q1), x);}else if (!QueueEmpty(&obj->q1))//向有数据的队列插入数据{QueuePush(&(obj->q1), x);}else{QueuePush(&(obj->q2), x);}
}int myStackPop(MyStack* obj)
{Queue* empty = &obj->q1;Queue* noempty = &obj->q2;if (QueueEmpty(&obj->q2)){empty = &obj->q2;noempty = &obj->q1;}while (QueueSize(noempty) > 1){QueuePush(empty, QueueFront(noempty));QueuePop(noempty);}int ret = QueueFront(noempty);QueuePop(noempty);return ret;
}int myStackTop(MyStack* obj) {if (QueueEmpty(&obj->q2)){return QueueBack(&obj->q1);}else{return QueueBack(&obj->q2);}
}bool myStackEmpty(MyStack* obj) {return QueueEmpty(&obj->q1) && QueueEmpty(&obj->q2);}void myStackFree(MyStack* obj)
{QueueDestroy(&(obj->q2));QueueDestroy(&(obj->q1));free(obj);
}