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一，什么是队列
二， 队列的存储结构
1.顺序队列
2.循环队列
3.链队列
三，队列的接口实现
3.1初始化队列
3.2队尾入队列
3.3队头出队列
3.4获取队列头部，尾部元素
3.5获取队列中有效元素个数
3.6销毁队列
四，总代码
一，什么是队列
队列是只允许在一段进行插入，在另一端删除的线性表。允许删除的一端叫做队头，允许插入的一端叫做队尾。队列的修改是按照先进先出（First In First Out, FIFO) 的原则进行的。
二， 队列的存储结构
队列的存储结构有三种：顺序队列，循环队列，链队列。
1.顺序队列
利用数组进行存放，由于队列中元素的插入和删除是在表的两端进行，因此要设置队头指针和队尾指针，来指示队头元素和队尾元素。如下图：
2.循环队列
顺序队列空间不够会发生溢出现象，特别是顺序队头前面删除的元素所占用的空间没有利用。如图
这时解决的方法是将顺序队列想象成一个首尾相连的圆环，也就是循环队列。如下图所示：
循环队列中，队空和队满的条件都是q->front = q->rear,这样的话无法区别队空和队满。所以要浪费一个空间，将堆满的条件改为（q->rear+1）%maxsize = q->front，而队空的条件不变。
3.链队列
利用链表存储，也需要标识队头和队尾的指针，空间不够则扩容。注意：无队满问题，有队空问题。如图：
三，队列的接口实现
这里我们以链队列为例，采用两个结构体，第一个是每个节点的结构体，第二个是队列的结构（装头结点和尾节点），代码如下：
typedef int QDataType;
typedef struct QListNode
{
struct QListNode* next;
QDataType data;
}QNode;
typedef struct Queue
{
QNode* head;
QNode* tail;
}Queue;有如下接口：
void QueueInit(Queue* q);//初始化队列
void QueuePush(Queue* q, QDataType x); //队尾入队列
void QueuePop(Queue* q); //队头出队列
QDataType QueueFront(Queue* q); //获取队列头部元素
QDataType QueueBack(Queue* q); //获取队列尾部元素
int QueueSize(Queue* q); //获取队列中有效元素个数
bool QueueEmpty(Queue* q);//检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，非空返回0
void QueueDestroy(Queue* q);//销毁队列3.1初始化队列
void QueueInit(Queue* q)//初始化队列
{
assert(q);
q->head = NULL;
q->tail = NULL;
}3.2队尾入队列
这里分两种情况，第一种是第一次插入数据，需要将头和尾的指针都指向新申请的节点，另一种直接插入队尾的后面，再让新插入的成为队尾。
void QueuePush(Queue* q, QDataType x) //队尾入队列
{
if (q == NULL)
{
printf("Push1 fail");
return;
}
QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
if (newnode == NULL)
{
printf("Push fail");
return;
}
newnode->next = NULL;
newnode->data = x;
if (q->head == NULL)
{
q->head = q->tail = newnode;
}
else
{
q->tail->next = newnode;
q->tail = newnode;
}
}3.3队头出队列
这里我们在执行操作之前需要判断队列是否没有数据（为空）。判断为空代码如下,这里检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，非空返回0。注意返回值为bool型。（头文件：stdbool.h）
bool QueueEmpty(Queue* q)//检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，非空返回0
{
assert(q);
return q->head == NULL;
}这里释放头空间之前需要把，头空间下一个位置进行标记，以免找不到空间。
void QueuePop(Queue* q) //队头出队列
{
assert(q);
assert(!QueueEmpty(q));
QNode* nowhead= q->head->next;
free(q->head);
q->head = NULL;
q->head = nowhead;
}3.4获取队列头部，尾部元素
这里都是先判断一下是否为空，然后分别返回对应的元素。
QDataType QueueFront(Queue* q)//获取队列头部元素
{
assert(q);
assert(!QueueEmpty(q));
return q->head->data;
}
QDataType QueueBack(Queue* q)//获取队列尾部元素
{
assert(q);
assert(!QueueEmpty(q));
return q->tail->data;
}3.5获取队列中有效元素个数
这里创建一个新指针（cur）,然后一步一步向后走，直到为空，返回i。
int QueueSize(Queue* q) //获取队列中有效元素个数
{
assert(q);
assert(!QueueEmpty(q));
QNode* cur = q->head;
int i = 0;
while (cur)
{
cur = cur->next;
i++;
}
return i;
}3.6销毁队列
这里创建一个指针，从头开始一个一个节点走，走一步释放一步空间，注意用指针（tmp）标记下一个空间的地址。最后将头和尾置为NULL,即可。
void QueueDestroy(Queue* q)//销毁队列
{
assert(q);
assert(!QueueEmpty(q));
QNode* cur = q->head;
while (cur)
{
QNode* tmp = cur->next;
free(cur);
tmp = NULL;
cur = tmp;
}
q->head = q->tail = NULL;
}四，总代码
//Queue.h
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
#include<stdlib.h>
typedef int QDataType;
typedef struct QListNode
{
struct QListNode* next;
QDataType data;
}QNode;
typedef struct Queue
{
QNode* head;
QNode* tail;
}Queue;
void QueueInit(Queue* q);//初始化队列
void QueuePush(Queue* q, QDataType x); //队尾入队列
void QueuePop(Queue* q); //队头出队列
QDataType QueueFront(Queue* q); //获取队列头部元素
QDataType QueueBack(Queue* q); //获取队列尾部元素
int QueueSize(Queue* q); //获取队列中有效元素个数
bool QueueEmpty(Queue* q);//检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，非空返回0
void QueueDestroy(Queue* q);//销毁队列
//
//Queue.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Queue.h"
void QueueInit(Queue* q)//初始化队列
{
assert(q);
q->head = NULL;
q->tail = NULL;
}
void QueuePush(Queue* q, QDataType x) //队尾入队列
{
if (q == NULL)
{
printf("Push1 fail");
return;
}
QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
if (newnode == NULL)
{
printf("Push fail");
return;
}
newnode->next = NULL;
newnode->data = x;
if (q->head == NULL)
{
q->head = q->tail = newnode;
}
else
{
q->tail->next = newnode;
q->tail = newnode;
}
}
void QueuePop(Queue* q) //队头出队列
{
assert(q);
assert(!QueueEmpty(q));
QNode* nowhead= q->head->next;
free(q->head);
q->head = NULL;
q->head = nowhead;
}
QDataType QueueFront(Queue* q)//获取队列头部元素
{
assert(q);
assert(!QueueEmpty(q));
return q->head->data;
}
QDataType QueueBack(Queue* q)//获取队列尾部元素
{
assert(q);
assert(!QueueEmpty(q));
return q->tail->data;
}
int QueueSize(Queue* q) //获取队列中有效元素个数
{
assert(q);
assert(!QueueEmpty(q));
QNode* cur = q->head;
int i = 0;
while (cur)
{
cur = cur->next;
i++;
}
return i;
}
bool QueueEmpty(Queue* q)//检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，非空返回0
{
assert(q);
return q->head == NULL;
}
void QueueDestroy(Queue* q)//销毁队列
{
assert(q);
assert(!QueueEmpty(q));
QNode* cur = q->head;
while (cur)
{
QNode* tmp = cur->next;
free(cur);
tmp = NULL;
cur = tmp;
}
q->head = q->tail = NULL;
}
//
//test.c测试代码
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Queue.h"
int main()
{
Queue q;
QueueInit(&q);
QueuePush(&q, 1);
printf("%d\n", QueueFront(&q));
printf("%d\n", QueueBack(&q));
printf("%d\n", QueueSize(&q));
QueuePush(&q, 2);
printf("%d\n", QueueFront(&q));
printf("%d\n", QueueBack(&q));
printf("%d\n", QueueSize(&q));
QueuePush(&q, 3);
printf("%d\n", QueueFront(&q));
printf("%d\n", QueueBack(&q));
printf("%d\n", QueueSize(&q));
QueuePush(&q, 4);
printf("%d\n", QueueFront(&q));
printf("%d\n", QueueBack(&q));
printf("%d\n", QueueSize(&q));
QueuePop(&q);
printf("%d\n", QueueFront(&q));
printf("%d\n", QueueBack(&q));
printf("%d\n", QueueSize(&q));
QueueDestroy(&q);
//printf("%d\n", QueueFront(&q));
//printf("%d\n", QueueBack(&q));
//printf("%d\n", QueueSize(&q));
return 0;
}好了，到这里就结束了，希望对大家有所帮助！
