目录
🍊前言🍊:
🥝一、队列概述🥝:
1.队列的概念:
2.队列的结构:
🍉二、队列的各接口功能实现🍉:
1.初始化队列:
2.入队(尾插):
3.出队(头删):
4.查看队头:
5.查看队尾:
6.查看队列大小:
7.查看队列容量:
8.队列的销毁:
🍇三、所有接口完整代码🍇:
1.Queue.h:
2.Queue.c:
3.test.c:
🍒总结🍒:
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🏡🏡 本文重点 🏡🏡:
🚅 队列概述 🚃 队列各接口功能实现 🚏🚏
🍊前言🍊:
在上节课中我们使用链表实现了数组栈各接口功能的实现,对各个接口的原理和工作方式由了一定的了解,而今天,在这节课中我们将继续使用链表来实现队列的相关接口功能。
🥝一、队列概述🥝:
1.队列的概念:
队列是一种特殊的线性表,特殊之处在于它只允许在表的前端(front)进行删除操作,而在表的后端(rear)进行插入操作。和栈一样,队列也是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾,进行删除操作的端称为队头。
- 队列的数据元素又称为队列元素。在队列中插入一个队列元素称为入队,从队列中删除一个队列元素称为出队。因为队列只允许在一端插入,在另一端删除,所以只有最早进入队列的元素才能最先从队列中删除,故队列又称为先进先出(FIFO—first in first out)线性表。
2.队列的结构:
🍉二、队列的各接口功能实现🍉:
队列的实现可以通过数组实现,也可以通过链表来实现,但我们说一般情况下使用链表进行实现会更好。
1.初始化队列:
- 执行操作前需进行非空判断,防止对空指针进行操作。
- 判断传入指针非空后,只需将头指针与尾指针置空即可。
void QInit(Q* p) { if (p == NULL) { printf("QueueINit fail\n"); return; } p->head = NULL; p->tail = NULL; }
2.入队(尾插):
- 执行操作前需进行非空判断,防止对空指针进行操作。
- 判断非空后动态申请新节点,并向新结点中存入数据,数据存入后开始插入。
- 节点插入时应当分为两种情况进行讨论,一种是在队列为空,即内部无有效数据时,此时只需使头指针与尾指针均指向新节点,使新节点成为队列中唯一有效数据即可。
- 另一种情况即为队列中存在着其他有效数据时,此时首先使原本的尾部的 next 指针指向新节点,接着应当更新尾指针,使新节点在连接后真正成为队列的新尾。
void QPush(Q* p, QDataType x) { if (p == NULL) { printf("QueuePush fail\n"); exit; } //申请新节点: QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode)); newnode->data = x; newnode->next = NULL; //分情况插入: if (p->head == NULL) { p->head = p->tail = newnode; } else { //将新节点连接在队尾: p->tail->next = newnode; //更新队尾: p->tail = newnode; } }
3.出队(头删):
- 执行操作前需进行非空判断,防止对空指针进行操作。
- 在真正出队操作前,应当对队列内容量进行判断,防止对没有有效数据的空队列进行错误操作。
- 判断满足出队条件后,保存头节点中储存的第二节点,接着释放头节点,再使第二节点成为新的头节点即可。
- 并且同时注意对操作后将队列删空的情况进行区别处理。
void QPop(Q* p) { if (p == NULL) { printf("QueuePop fail\n"); exit; } if (QEMpty(p)) { printf("Queue is NUll\n"); return; } else { QNode* next = p->head->next; //记录第二数据 free(p->head); //释放原头节点 p->head = next; //更新头节点 //注意对删空队列的情况应进行区分处理 if (p->head == NULL) { p->tail = NULL; } } }
4.查看队头:
- 执行操作前需进行非空判断,防止对空指针进行处理。
- 这一部分不需要进行什么处理,直接由指针找到队头数据并返回即可。
QDataType QFront(Q* p) { if (p == NULL) { printf("QueueFront get fail\n"); return; } if (QEmpty(p)) { printf("The Queue is NULl\n"); return; } return p->head->data; }
5.查看队尾:
- 执行操作前需进行非空判断,防止对空指针进行操作。
- 与队头数据查看相同,无需操作,直接由指针找到并返回队尾数据即可。
QDataType QBack(Q* p) { if (p == NULL) { printf("QueueBack get fail\n"); return; } if (QEmpty(p)) { printf("The Queue is NULl\n"); return; } return p->tail->data; }
6.查看队列大小:
- 执行操作前需进行非空判断,防止对空指针进行操作。
- 定义计数变量 count ,遍历整个链式结构(整个队列),数据不为空则计数变量加一,最终返回计数变量的值即可。
int QSize(Q* p) { if (p == NULL) { printf("QueueSize get fail\n"); return; } int count = 0; QNode* cur = p->head; while (cur) { ++count; cur = cur->next; } return count; }
7.查看队列容量:
- 执行操作前应当进行非空判断,防止对空指针进行操作。
- 处理方式十分简单,直接返回队列是否为空的判断结果即可。
bool QEmpty(Q* p) { if (p == NULL) { printf("QEmpty fail\n"); return; } return p->head == NULL; }
8.队列的销毁:
- 执行操作前需进行非空判断,防止对空指针进行操作。
- 接着由头指针开始,依次遍历释放所有节点,最后再将头指针与尾指针均置空即可。
void QDestroy(Q* p) { if (p == NULL) { printf("QueueNodeDestroy fail\n"); exit; } QNode* cur = p->head; while (cur != NULL) { QNode* next = cur->next; free(cur); cur = next; } p->head = p->tail = NULL; }
🍇三、所有接口完整代码🍇:
1.Queue.h:
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
QDataType data;
struct QNode* next;
}QNode;
typedef struct Queue
{
QNode* head;
QNode* tail;
}Q;
void QInit(Q* p); //初始化队列
void QPush(Q* p, QDataType x); //入队
void QPop(Q* p); //出队
QDataType QFront(Q* p); //查看队头
QDataType QBack(Q* p); //查看队尾
int QSize(Q* p); //查看队列大小
bool QEmpty(Q* p); //查看队列容量
void QDestroy(Q* p); //队列的销毁
2.Queue.c:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Queue.h"
//初始化队列
void QInit(Q* p)
{
if (p == NULL)
{
printf("QueueINit fail\n");
return;
}
p->head = NULL;
p->tail = NULL;
}
//入队:
void QPush(Q* p, QDataType x)
{
if (p == NULL)
{
printf("QueuePush fail\n");
return;
}
//申请新节点:
QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
//分情况插入:
if (p->head == NULL)
{
p->head = p->tail = newnode;
}
else
{
//将新节点连接在队尾:
p->tail->next = newnode;
//更新队尾:
p->tail = newnode;
}
}
//出队:
void QPop(Q* p)
{
if (p == NULL)
{
printf("QueuePop fail\n");
exit;
}
if (QEMpty(p))
{
printf("Queue is NUll\n");
return;
}
else
{
QNode* next = p->head->next; //记录第二数据
free(p->head); //释放原头节点
p->head = next; //更新头节点
//注意对删空队列的情况应进行区分处理
if (p->head == NULL)
{
p->tail = NULL;
}
}
}
//查看队头
QDataType QFront(Q* p)
{
if (p == NULL)
{
printf("QueueFront get fail\n");
return;
}
if (QEmpty(p))
{
printf("The Queue is NULl\n");
return;
}
return p->head->data;
}
//查看队尾
QDataType QBack(Q* p)
{
if (p == NULL)
{
printf("QueueBack get fail\n");
return;
}
if (QEmpty(p))
{
printf("The Queue is NULl\n");
return;
}
return p->tail->data;
}
//查看队列大小
int QSize(Q* p)
{
if (p == NULL)
{
printf("QueueSize get fail\n");
return;
}
int count = 0;
QNode* cur = p->head;
while (cur)
{
++count;
cur = cur->next;
}
return count;
}
//查看队列容量
bool QEmpty(Q* p)
{
if (p == NULL)
{
printf("QueueEmpty fail\n");
return;
}
return p->head == NULL;
}
//队列的销毁:
void QDestroy(Q* p)
{
if (p == NULL)
{
printf("QueueNodeDestroy fail\n");
exit;
}
QNode* cur = p->head;
while (cur != NULL)
{
QNode* next = cur->next;
free(cur);
cur = next;
}
p->head = p->tail = NULL;
}
3.test.c:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Queue.h"
void QueueTest()
{
Q q;
//初始化队列:
QInit(&q);
//入队:
QPush(&q, 1);
QPush(&q, 2);
QPush(&q, 3);
QPush(&q, 4);
//出队:
QPop(&q);
QPop(&q);
QPop(&q);
printf("%d\n", QFront(&q)); //查看队头
printf("%d\n", QBack(&q)); //查看队尾
printf("%d\n", QSize(&q)); //查看队列大小
printf("%d\n", QEmpty(&q)); //查看队列容量
QDestroy(&q); //销毁队列
}
int main()
{
QueueTest();
return 0;
}
🍒总结🍒:
至此我们关于队列的各接口功能实现就全部结束了,我们关于栈和队列的接口功能实现均是在链表的基础上完成的,目的在于带领各位小伙伴们熟悉链表的基础结构和逻辑使用,希望各位小伙伴们下去以后能够多加练习,巩固基础,务必掌握链表的相关知识,为以后的 C++ 学习奠定坚实的基础。
🔥🔥没人会嘲笑竭尽全力的人🔥🔥
更新不易,辛苦各位小伙伴们动动小手,👍三连走一走💕💕 ~ ~ ~ 你们真的对我很重要!最后,本文仍有许多不足之处,欢迎各位认真读完文章的小伙伴们随时私信交流、批评指正!