前言：
我们在之前刚讲述完对于栈的讲解，下面我们在讲另一个类似栈的数据结构——队列，它们都是线性表，但结构是大有不同，下面我们直接进入讲解！
目录
1.队列的概念和结构
1.1.队列的概念
1.2.队列的结构
2.队列的实现 （基于单链表实现）
2.1. 队列的初始化
2.2.入队列（尾插）
2.3.出队列
2.4.获取队头元素
2.5.获取队尾元素
2.6.队列中有效元素的个数
2.7.队列的销毁
3.代码展示
3.1.Queue.h
3.2.Queue.c
总结
正文：
1.队列的概念和结构
1.1.队列的概念
队列和栈一样也是一种线性表，只不过队列和栈是不同的，队列是从一端进入，从另一端出，就有先进先出FIFO的特点，小编之前讲过的栈，是有后进先出的特点，这就是这俩之间的不同之处。下面我们开始讲解队列的结构。
1.2.队列的结构
如上图所示，队列中，插入数据的那一端，叫做队尾，删除数据的那一端叫做队头，所以队列是两头类型的结构，而栈就是一头（毕竟只可以从一头插入删除数据），以上就是队列的概念和结构，除了这些，我们更要会队列的书写 ，下面小编将要带领大家去学习队列的实现！
2.队列的实现 （基于单链表实现）
首先，队列和栈一样，它们都有两种实现方式，栈的时候我们选择了底层是顺序表的方式，因为栈涉及到了尾插，所以顺序表的时间复杂度比较小，但是队列不一样，队列因为是尾插头删，所以小编在本篇文章中的队列是用链表（单链表）来实现的，当然，队列也可以用顺序包实现，后面小编会在习题的分享上来告诉各位如何创建的，那么下面正式开启我们的代码之旅~下面是队列所对应的结构体，其中我们要设置一个单链表的结点从而方便表示队列的数据，然后我们为了减小时间复杂度，所以特地的表示出了头结点和尾结点（后期会说为什么这么设置），然后用size表示队列中有效元素的个数：
typedef int QDataType;
typedef struct list { //表示单链表
QDataType data;
struct list* next;
}list;
typedef struct Queue { //队列对应的结构体
list* phead;
list* plist;
int size; //表示队列有效的个数
}Queue;
2.1. 队列的初始化
对于队列我们首先肯定还要初始化，它的初始化还是比较简单的，就把头结点和尾结点都智为空就好，然后让队列有效元素个数为0就好了。由于难度不大，下面小编直接展示代码了：
void QueueInit(Queue* pq)
{
pq->phead = pq->plist = NULL;
pq->size = 0;
}
2.2.入队列（尾插）
我们先不讲队列的销毁，它是有一点复杂的，所以小编先讲别的，我们想讲述数据如何进入队列，这时候就用上了尾插操作，因为数据是从队伍的尾进的，对于插入结点，小编在之前就说过，此时的我们需要设置一个函数，这个函数是用来创建新结点的，对于新节点的创建小编在单链表说过，但现在小编还是多说一句吧，对于新结点的创建我们可以使用动态内存函数来创建一个新的节点，然后让新节点存放的数据变成0，下一个节点变成空，然后我们返回这个结点就好了，下面小编上代码了：
list* Queuebuynode(QDataType x) //创建新结点的函数
{
list* p1 = (list*)malloc(sizeof(list));
assert(p1);
p1->next = NULL;
p1->data = x;
return p1; //别忘记返回，这个的类型是链表类型
}之后我们需要分为两种情况判断，如果队列中的队头为空，那么我们可以直接把新节点传给队头队尾，如果不为空的话，那么我们可以直接让队尾的下一个数据为新节点，让队尾的下一个节点在变成队尾，与当初小编写的单链表尾插差不多，不过小编当初写单链表可是没有创建链表尾，当时是用了循环才找到最后一个结点，所以我们在队列中设置队尾，是为了不在循环，减小时间复杂度，下面展示代码：
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
assert(pq);
if (pq->phead == NULL && pq->plist == NULL)
{
pq -> phead = pq -> plist = Queuebuynode(x);
}
else
{
list* newnode = Queuebuynode(x);
pq->plist->next = newnode;
pq->plist = newnode;
}
pq->size++;
}
2.3.出队列
我们既然讲了入队列，那么就会在讲述出队列，其实就是单链表的头删，因为前面说过队列是双向的，所以是从尾部进，头部出，此时我们需要先判断一下队头是否为空，如果为空的话那么出队列就没意义了，所以我们需要设置一个布朗类型的函数来检查一下队列是不是空的，下面小编直接给上代码：
bool panduan(Queue * ps) //判断队列是不是空的
{
assert(ps);
return ps->phead == NULL && ps->plist == NULL;
}在判断完以后，我们就可以进行头删操作，此时我们同样也需要分为两种情况，一种情况就是队列中只有一个数据的情况，此时我们可以直接把头结点释放掉，然后把队头和队尾同时变成空就好了，另一种情况我们先保存队头下一个结点的数据，然后我们让队头直接free掉，然后我们让头结点的下一个结点变为头结点就好了，此时我们就实现了队列的出队列操作，下面是实现的代码图：
void QueuePop(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!panduan(pq));
if (pq->phead == pq->plist)
{
free(pq->phead);
pq->phead = pq->plist = NULL;
}
else
{
list* next = pq->phead->next;
free(pq->phead);
pq->phead = next;
}
pq->size--;
}2.4.获取队头元素
这个操作其实是蛮简单的，因为队列就是保存着队头的，但是这里我们一定要小心踩坑，如果队伍为空的话，我们是无法获取队头元素的，所以我们需要先判定一下队列是否为空，不为空的话我们直接返回队头里面存的数据即可，下面直接给上代码图：
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!panduan(pq));
return pq->phead->data;
}2.5.获取队尾元素
这个其实和获取队头数据是一样的，首先都需要判定队列是不是空的，如果不为空，我们直接返回队尾中存放的元素即可，下面给代码图：
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!panduan(pq));
return pq->plist->data;
}
2.6.队列中有效元素的个数
还记着小编在设置队列的时候多设置出的一个size吗？那个size的作用就是为了记录队列中有效的元素个数的，细心的读者朋友可能发现了小编在上面的入队操作时，最后写了个size++，小编那时候没说过它的作用（绝对不是忘了），就是为了这里说，我们每入队一个元素，就使队列中的元素加了一个，每次出队的时候，让size减少一个，代表着有效个数减少一个，所以此时我们想要获取队伍中有效元素的个数，直接返回size即可，下面是代码图：
int QueueSize(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!panduan(pq));
return pq->size;
}
2.7.队列的销毁
队列的销毁和栈比起来算是比较繁琐的，此时我们需要先判断一下队列是否为空，如果为空的话我们就不必销毁了，直接报警告就好，之后我们先把用一个指针保存着队头数据，以这个指针为循环条件，然后可以先保存好队头的下一个结点，之后将队头释放，让队头的下一个结点变成队头，之后经过层层循环以后，我们就可以把队列的元素层层释放，之后我们循环结束以后，再把队头给销毁，然后队列中有效的元素变成空即可，此时我们就完成了销毁功能，下面是代码：
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!panduan(pq));
list* pour = pq->phead;
while (pour)
{
list* next = pour->next;
free(pour);
pour = next;
}
pq->phead = pq->plist = NULL;
pq->size = 0;
}此时我们已经将队列的一些功能给实现出来，但这些功能并不是全部，队列还能有许多功能，这里小编就先写小编学过的几种功能，至于其他功能就等着读者朋友们的探索了，那么可能很多读者朋友想要源码，小编这就把源码给发出来！
3.代码展示
对了，队列小编也是分成了两个文件来书写，分别是用于声明函数的头文件，以及写函数1功能的源文件
3.1.Queue.h
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<stdbool.h>
#include<assert.h>
typedef int QDataType;
typedef struct list {
QDataType data;
struct list* next;
}list;
typedef struct Queue {
struct list* phead; //队头
struct list* plist; //队尾
int size;
}Queue;
//队列的初始化
void QueueInit(Queue* pq);
//入队
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
//出队
void QueuePop(Queue* pq);
//判断队列是不是空的
bool panduan(Queue* ps);
//取队头的元素
QDataType QueueFront(Queue* pq);
//取队尾的元素
QDataType QueueBack(Queue* pq);
//队列有效元素的个数
int QueueSize(Queue* pq);
//销毁队列
void QueueDestroy(Queue* pq);3.2.Queue.c
#include"Queue.h"
void QueueInit(Queue* pq)
{
pq -> size = 0;
pq->phead = NULL;
pq->plist = NULL;
}
list* Queuebuynode(QDataType x) //创建新结点的函数
{
list* p1 = (list*)malloc(sizeof(list));
assert(p1);
p1->next = NULL;
p1->data = x;
return p1; //别忘记返回，这个的类型是链表类型
}
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
assert(pq);
if (pq->phead == NULL && pq->plist == NULL) //很简单错误，c语言是没有连等这一回事的
{
pq -> phead = pq -> plist = Queuebuynode(x);
}
else
{
list* newnode = Queuebuynode(x);
pq->plist->next = newnode;
pq->plist = newnode;
}
pq->size++;
}
bool panduan(Queue * ps) //判断队列是不是空的
{
assert(ps);
return ps->phead == NULL && ps->plist == NULL;
}
void QueuePop(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!panduan(pq));
if (pq->phead == pq->plist)
{
free(pq->phead);
pq->phead = pq->plist = NULL;
}
else
{
list* next = pq->phead->next;
free(pq->phead);
pq->phead = next;
}
pq->size--;
}
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!panduan(pq));
return pq->phead->data;
}
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!panduan(pq));
return pq->plist->data;
}
int QueueSize(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!panduan(pq));
return pq->size;
}
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!panduan(pq));
list* pour = pq->phead;
while (pour)
{
list* next = pour->next;
free(pour);
pour = next;
}
pq->phead = pq->plist = NULL;
pq->size = 0;
}总结
以上就是队列的概念以及功能的实现，小编是栈和队列一起写的，写的有点快，所以可能有一些小编写的没有那么好，请各位见谅，如果文章有错误，恳请在评论区指出，小编一定及时的去更正，那么，我们下一篇文章见啦！
