详解C语言实现链队列~😎
- 前言🙌
- 整体实现内容分析💞
- 预备小知识🙌
- 1.链队列头文件编写🙌
- 2.链队列功能文件(Queue.c )编写:🙌
- 1)初始化函数实现
- 2)销毁函数实现
- 3)队尾插入元素函数实现
- 4)队头删除元素函数实现
- 5)获取队头元素函数实现
- 6)获取队尾元素函数实现
- 7)获取队列元素个数的函数实现
- 8)判空函数实现
- 3.链队列测试文件编写🙌
- 总结撒花💞
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前言🙌
哈喽各位友友们😊,我今天又学到了很多有趣的知识,现在迫不及待的想和大家分享一下!😘我仅已此文,手把手带领大家详解C语言实现链队列~ 结合链表的相关算法,根据队列先进先出的结构特点,实现我们链队列。都是精华内容,可不要错过哟!!!😍😍😍
整体实现内容分析💞
首先先编写我们的Queue.h文件的内容,将需要的头文件和需要实现的功能函数做个声明。然后是Queue.c文件的编写,主要是针对各个功能函数的一一实现,最后是Test.c文件的编写,测试我们功能函数是否有问题。
预备小知识🙌
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。
队列的结构示意图:
1.链队列头文件编写🙌
头文件的编写的整体思路分析:
这里是有关头文件的编写和各种功能函数的声明,首先用typedef关键字给存储数据类型取别名,这样做的好处是以后想要改变队列的数据类型只需修改typedef int QDataType;里的int即可。定义一个结构体,包括next指针和data。然后是各个功能函数声明
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
struct QueueNode* next;
QDataType data;
}QNode;
typedef struct Queue
{
QNode* head;
QNode* tail;
}Queue;
//初始化
void QueueInit(Queue* pq);
//销毁
void QueueDestory(Queue* pq);
//队尾入
void QueuePush(Queue* pq, QDataType);
//队头出
void QueuePop(Queue* pq);
//队头元素
QDataType QueueFront(Queue* pq);
//队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* pq);
//队列元素个数
int QueueSize(Queue* pq);
//判空
bool QueueEmpty(Queue* pq);
2.链队列功能文件(Queue.c )编写:🙌
1)初始化函数实现
编写的整体思路分析:
先用assert确保pq指针的有效性,然头尾指针置为空。
//初始化
void QueueInit(Queue* pq)
{
assert(pq);
pq->head = pq->tail = NULL;
}
2)销毁函数实现
编写的整体思路分析:
先用assert确保pq指针的有效性,先定义一个指针cur记录head指针的位置,然后用while循环进行一个个删除:先定义一个next指向cur指针指向的下一个队列元素,然后删掉cur指向的元素,再让cur移动到下一个。
//销毁
void QueueDestory(Queue* pq)
{
assert(pq);
QNode* cur = pq->head;
while (cur)
{
QNode* next = cur->next;
free(cur);
cur = next;
}
pq->head = pq->tail = NULL;
}
3)队尾插入元素函数实现
编写的整体思路分析:
先用assert确保pq指针的有效性,用malloc函数申请空间,用if语句来判断空间是否开辟失败。然后让newnode->next置为空,把数据放进去。如果是一开始时为空的,则让pq->head = pq->tail = newnode;如果不为空,则让之前的tail指向的节点与新节点相连。
//队尾入
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
assert(pq);
QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
if (newnode == NULL)
{
printf("malloc fail\n");
exit(-1);
}
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
if (pq->tail == NULL)
{
pq->head = pq->tail = newnode;
}
else
{
pq->tail->next = newnode;
pq->tail = newnode;
4)队头删除元素函数实现
编写的整体思路分析:
用assert确保pq指针的有效性,如果队列为空,就不用进行队头出的操作,如果执行则报错。先用next指针指向首结点的下一个节点 。然后删掉首节点,再让head指针指向next位置。删完后,将尾指针置为NULL
//队头出
void QueuePop(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
QNode* next = pq->head->next;
free(pq->head);
pq->head = next;
if (pq->head == NULL)
{
pq->tail = NULL;
}
}
5)获取队头元素函数实现
编写的整体思路分析:
先用assert确保pq指针的有效性,如果队列为空,就不用进行此操作。然后直接返回首节点数据即可。
//队头元素
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
return pq->head->data;
}
6)获取队尾元素函数实现
编写的整体思路分析:
先用assert确保pq指针的有效性,如果队列为空,就不用进行此操作。然后直接返回尾节点数据即可。
//队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
return pq->tail->data;
}
7)获取队列元素个数的函数实现
编写的整体思路分析:
先用assert确保pq指针的有效性,定义cur指向head的位置。利用while循环,先让Size加1,然后让cur指向下一个,知道cur为空时结束循环,返回Size大小就是队列元素的个数。
//队列元素个数
int QueueSize(Queue* pq)
{
assert(pq);
int Size = 0;
QNode* cur = pq->head;
while (cur)
{
Size++;
cur = cur->next;
return Size;
}
}
8)判空函数实现
编写的整体思路分析:
先用assert确保pq指针的有效性,然后pq->head == NULL为真,则返回1,为假则返回0;
//判空
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->head == NULL;
}
3.链队列测试文件编写🙌
(3)Tese.c文件的编写。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Queue.h"
void test()
{
Queue q;
QueueInit(&q);
QueuePush(&q, 1);
QueuePush(&q, 2);
QueuePush(&q, 3);
QueuePush(&q, 4);
printf("队首元素:%d\n", QueueFront(&q));
printf("队尾元素:%d\n", QueueBack(&q));
printf("队列元素的个数:%d\n", QueueBack(&q));
printf("队列元素输出:");
while (!QueueEmpty(&q))
{
QDataType* front = QueueFront(&q);
printf("%d", front);
QueuePop(&q);
}
printf("\n");
QueueDestory(&q);
}
int main()
{
test();
return 0;
}
功能测试结果展示图:
总结撒花💞
本篇文章旨在分享详解C语言实现链队列。希望大家通过阅读此文有所收获!本次关于队列的实现相对于之前链表和顺序表的实现简单一点,实现起来的算法和之前的栈是相似的,但结构特点与栈是相反的。指针的指向没有那么复杂,主要是对入队列和出队列的功能实现。但也有很多地方需要注意的。比如说,野指针的问题,动态开辟的空间一定要free掉,并且把指针置为NULL。用动态实现,相对于静态实现还比较灵活,也能对空间有很大的节省。
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