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队列的定义

队列的实现分析

代码实现

Queue.h

Queue.c

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队列的定义

        队列是只允许在一端进行插入操作，而在另一段进行删除操作的线性表。

        首先，让我们来看一看生活中的队列，当我们去银行办理业务的时候，我们进入银行的时候，都会去取票机那里去一个专属我们的序号，当客服通过语音播报的时候，如果是我们手里拿的好嘛时，就轮到我们办理业务了。这是一种非常公平的方法，先来的人先办理业务，后来的人就只能等到前面的人办理完业务之后才到你。这种方法是非常公平的。

        我们再来看一个例子，当我们在玩电脑的时候，当电脑不知道是什么原因卡死的时候。我们可能会疯狂的点击左键，想要把我们进行的操作点出来，可是电脑却没有反应。可是过了一会，电脑突然不卡了，你就会发现出现了很多很多同样的应用或者网页，这就是当我们点击鼠标时，鼠标已经把信息传给了电脑，每一个操作都在排队等待被进行，所以说会出现很多相同的应用或者网页。

        我们可以看到，队列就像是一个单向通道，只能向前走，不能后退。

        队列是一种先进先出（First In First Out)的线性表，简称FIFO。允许插入的一端叫做队尾，允许删除的一端叫做队头。

队列的实现分析

        队列也有着两种实现方式，一种是链式结构，一种是顺序结构。相比于栈实现我们用的顺序结构，在队列中我们用链式结构来实现要好一点。

        队列使用顺序表实现的弊端：当我们从队头出数据的时候，需要改变队头的指向，随着删除的数据增多，就会出现多余的空间浪费，这是我们就需要定义一个循环队列了，而循环队列的大小是固定的，操作起来又会很不方便，所以说我们选择使用链式结构来实现队列。

        队列的链式储存结构，其实就是线性表的单链表，只不过它只能尾进头出而已，我们把它简称为链队列。因为队列只在头和尾进行操作，所以说我们只需要定义两个指针，一个指向头，一个指向尾就行了。队列的插入与删除也很方便，我们只需要将删除的节点释放掉，改变头指针的指向就行，插入的时候我们只需要改变尾指针的指向就可以了。

        分析了这么多，下面就让我们来实现一下代码吧。

代码实现

Queue.h

#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <assert.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
//函数声明 结构体声明
//定义数据类型
typedef int datatype;

//定义节点
typedef struct QNode
{
	datatype data;

	struct QNode* next;
}QNode;


typedef struct Queue
{	
	//头节点
	QNode* head;

	//尾节点
	QNode* tail;
}Queue;

//队列初始化
void InitQueue(Queue* sp);

//队列插入 (头删尾插）
void InsertQueue(Queue* tmp);

//出队列
void  PopQueue(Queue* tmp);

//销毁队列
void  DestroyQueue(Queue* tmp);

//队头数据
datatype FrontQueue(Queue* tmp);

//队尾数据
datatype BackQueue(Queue* tmp);

//队列长度
int QueueSize(Queue* tmp);

//队列是否为空
bool QueueEmpty(Queue* tmp);

Queue.c

#include "Queue.h"

//函数实现

//队列初始化
void InitQueue(Queue* sp)
{	
	assert(sp);

	sp->head = NULL;
	sp->tail = NULL;
}

//链表插入 (头删尾插）
void InsertQueue(Queue* tmp,datatype x)
{
	assert(tmp);

	QNode* cur = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	if (cur == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	cur->data = x;
	cur->next = NULL;

	//如果是空队列，先直接赋值
	if (tmp->tail ==NULL)
	{
		tmp->head = cur;
		tmp->tail = cur;
	}
	//如果不是空队列，就尾插
	else
	{
		tmp->tail->next = cur;

		tmp->tail = cur;
	}
}


//出队列
void  PopQueue(Queue* tmp)
{
	assert(tmp);
	//队列的头不能为空
	assert(tmp->head);

	//只有一个节点的情况
	if (tmp->head->next==NULL)
	{	
		free(tmp->head);
		tmp->head =tmp->tail= NULL;
	}
	//不只有一个节点的情况
	else
	{	
		QNode* cur = tmp->head->next;
		free(tmp->head);
		tmp->head = cur;

	}
}

//队头数据
datatype FrontQueue(Queue* tmp)
{
	assert(tmp);
	assert(tmp->head);

	return tmp->head->data;
}

//队尾数据
datatype BackQueue(Queue* tmp)
{
	assert(tmp);
	assert(tmp->tail);

	return tmp->tail->data;
}


//队列长度
int QueueSize(Queue* tmp)
{
	int count = 0;
	QNode* cur = tmp->head;
	//遍历队列
	while (cur)
	{	
		count++;
		cur = cur->next;
	}
	//返回长度
	return count;
}


//队列是否为空
bool QueueEmpty(Queue* tmp)
{	
	//是空返回true  不是空返回false
	return tmp->head == NULL;
}


//销毁队列
void  DestroyQueue(Queue* tmp)
{
	assert(tmp);

	QNode* del = tmp->head;
    //释放节点
	while (del)
	{
		QNode* cur = del->next;

		free(del);
		del = cur;
	}
	del = NULL;
	tmp->head = tmp->tail = NULL;
}

        以上就是关于队列的实现以及我对队列的一些理解，如果有什么错误还请大家指出。