前言：上次我们已经学习了数据结构中一个重要的线性表—栈，那么我们这一次就来学习另外一个重要的线性表—队列。
目录：
一、
队列的概念
二、
队列的实现：
1.队列的创建
三、
队列的操作
1.初始化队列
2.队尾入队列
3.队头出队列
4.获取队列头部元素
5.获取队列队尾元素
6.获取队列中有效元素个数
7.检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，如果非空返回0
8.销毁队列
四、
完整代码展示
队列的概念
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。
我们用三个文件来完成对它的操作。
队列的创建：
typedef int QDataType;
// 链式结构：表示队列
typedef struct QueueNode
{
QDataType val;
struct QueueNode* next;
}QNode;
// 队列的结构
typedef struct Queue
{
QNode* phead;
QNode* ptail;
int size;
}Queue;
队列的实现：
队列的初始化：
void QueueInit(Queue* pq)
{
assert(pq);
pq->phead = pq->ptail = NULL;
pq->size = 0;
}
队列里的头和尾都为空。
队尾入队列：
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
assert(pq);
QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
if (newnode == NULL)
{
perror("malloc fail");
return;
}
newnode->val = x;
newnode->next = NULL;
if (pq->ptail == NULL)
{
pq->ptail = pq->phead = newnode;
}
else
{
pq->ptail->next = newnode;
pq->ptail = newnode;
}
pq->size++;
}
如果我们的队尾元素为空，那么我们的队尾就是newnode，如果我们的队尾不为空，我们的ptail的下一个指向newnode，现在的队尾就为newnode。
队头出队列：
void QueuePop(Queue* pq)
{
assert(pq);
//
assert(pq->phead);
QNode* del = pq->phead;
pq->phead = pq->phead->next;
free(del);
del = NULL;
if (pq->phead == NULL)
pq->ptail = NULL;
pq->size--;
}
如果我们直接删除队头元素那么我们就无法访问下一个元素，所以我们先把队头元素保存起来，让现在的队头元素为原来队头元素的下一个元素，在给原来的队头元素删除。
获取队列头部元素：
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
assert(pq);
//
assert(pq->phead);
return pq->phead->val;
}
获取队列队尾元素：
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
assert(pq);
//
assert(pq->ptail);
return pq->ptail->val;
}
获取队列中有效元素个数：
int QueueSize(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->size;
}
size就是我们有效元素的个数，这里返回size就可以了。
检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，如果非空返回0：
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->phead == NULL;
}
队列为空返回0，不为空返回非0，后面测试代码的循环条件就是不为0，就输出，为0就跳出循环。
销毁队列：
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;
}
完整代码展示：
Queue.h：
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
QDataType val;
struct QueueNode* next;
}QNode;
typedef struct Queue
{
QNode* phead;
QNode* ptail;
int size;
}Queue;
void QueueInit(Queue* pq);
void QueueDestroy(Queue* pq);
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
void QueuePop(Queue* pq);
QDataType QueueFront(Queue* pq);
QDataType QueueBack(Queue* pq);
bool QueueEmpty(Queue* pq);
int QueueSize(Queue* pq);
Queue.c：
#include"Queue.h"
void QueueInit(Queue* pq)
{
assert(pq);
pq->phead = pq->ptail = NULL;
pq->size = 0;
}
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;
}
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
assert(pq);
QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
if (newnode == NULL)
{
perror("malloc fail");
return;
}
newnode->val = x;
newnode->next = NULL;
if (pq->ptail == NULL)
{
pq->ptail = pq->phead = newnode;
}
else
{
pq->ptail->next = newnode;
pq->ptail = newnode;
}
pq->size++;
}
void QueuePop(Queue* pq)
{
assert(pq);
//
assert(pq->phead);
QNode* del = pq->phead;
pq->phead = pq->phead->next;
free(del);
del = NULL;
if (pq->phead == NULL)
pq->ptail = NULL;
pq->size--;
}
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
assert(pq);
//
assert(pq->phead);
return pq->phead->val;
}
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
assert(pq);
//
assert(pq->ptail);
return pq->ptail->val;
}
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->phead == NULL;
}
int QueueSize(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->size;
}
代码测试：
test.c:
#include"Queue.h"
int main()
{
Queue q;
QueueInit(&q);
QueuePush(&q, 1);
QueuePush(&q, 2);
QueuePush(&q, 3);
printf("%d ", QueueFront(&q));
QueuePop(&q);
printf("%d ", QueueFront(&q));
QueuePop(&q);
QueuePush(&q, 4);
QueuePush(&q, 5);
while (!QueueEmpty(&q))
{
printf("%d ", QueueFront(&q));
QueuePop(&q);
}
QueueDestroy(&q);
return 0;
}
这里我们先入队1,2，3，队头就是1，队尾就是3，我们在出队，先输出1，在把1出队，这样我们就访问2，在输出2之后把2出队，入队4,5，如果我们的队列不为0就输出3,4，5。最后输出的结果如下图：
相信大家一定可以完美的拿捏队列，感谢各位小伙伴的支持，我们下期再见！
