这篇文章主要介绍了C语言链式队列与循环队列怎么实现的相关知识,内容详细易懂,操作简单快捷,具有一定借鉴价值,相信大家阅读完这篇C语言链式队列与循环队列怎么实现文章都会有所收获,下面我们一起来看看吧。
队列的实现
队列是一种先进先出(First in First Out)的线性表,简称FIFO。与栈不同,栈是一种后进先出(先进后出)的线性表。在队列中,允许插入的一端称为队尾,允许删除的一端称为队头。假设队列是q=(a1,a2,…,an),那么a1就是队头元素,而an是队尾元素。这样我们就可以删除时,总是从a1开始,而插入时,列在最后。这也比较符合我们通常生活中的习惯,排在第一个的优先出列,最后来的当然在队伍的最后。队列分为顺序队列和循环队列。顺序队列我们可以利用数组或者链表实现。这里,我们选择用链表实现顺序队列。
今天主要介绍链表实现的队列和循环队列
链式队列
队列主要有哪些基本操作
// 初始化队列 void QueueInit(Queue* q);// 队尾入队列 void QueuePush(Queue* q, QDataType data);// 队头出队列 void QueuePop(Queue* q);// 获取队列头部元素 QDataType QueueFront(Queue* q);// 获取队列队尾元素 QDataType QueueBack(Queue* q);// 获取队列中有效元素个数 int QueueSize(Queue* q);// 检测队列是否为空,如果为空返回非零结果,如果非空返回0 bool QueueEmpty(Queue* q);// 销毁队列 void QueueDestroy(Queue* q);
链式队列的定义
typedef int QDataType;// 链式结构:表示队列 typedef struct QListNode{ struct QListNode* _next; QDataType _data;}QNode;// 队列的结构 typedef struct Queue{ QNode* _front; QNode* _rear;}Queue;
链式队列的实现
初始化队列
void QueueInit(Queue* q){ assert(q); q->_front = NULL; q->_rear = NULL;}
销毁队列
void QueueDestroy(Queue* q){ assert(q); QNode* cur = q->_front; while (cur != NULL) { QNode* next = cur->_next; free(cur); cur = next; } q->_front = q->_rear = NULL;}
队列判空
bool QueueEmpty(Queue* q){ assert(q); //if (q->_front == NULL) //{ // return 1; //} //else //{ // return 0; //} return q->_front == NULL;}
入队操作
void QueuePush(Queue* q, QDataType data){ assert(q); QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode)); if (newnode == NULL) { exit(-1); } newnode->_data = data; newnode->_next = NULL; if (q->_front == NULL) { q->_front = q->_rear = newnode; } else { q->_rear->_next = newnode; q->_rear = newnode; }}
出队操作
void QueuePop(Queue* q){ assert(q); assert(!QueueEmpty(q)); QNode* next = q->_front->_next; free(q->_front); q->_front = next; if (q->_front == NULL) { q->_rear = NULL; }}
取队头元素
QDataType QueueFront(Queue* q){ assert(q); assert(!QueueEmpty(q)); return q->_front->_data;}
取队尾操作
QDataType QueueBack(Queue* q){ assert(q); assert(!QueueEmpty(q)); return q->_rear->_data;}
队中有效元素个数
int QueueSize(Queue* q){ assert(q); int size = 0; QNode* cur = q->_front; while (cur) { size++; cur = cur->_next; } return size;}
循环队列
循环队列的定义
循环队列就是将队列存储空间的最后一个位置绕到第一个位置,形成逻辑上的环状空间,供队列循环使用。在循环队列结构中,当存储空间的最后一个位置已被使用而再要进入队运算时,只需要存储空间的第一个位置空闲,便可将元素加入到第一个位置,即将存储空间的第一个位置作为队尾。循环队列可以更简单防止伪溢出的发生,但队列大小是固定的。在循环队列中,当队列为空时,有front=rear,而当所有队列空间全占满时,也有front=rear。为了区别这两种情况,规定循环队列最多只能有MaxSize-1个队列元素,当循环队列中只剩下一个空存储单元时,队列就已经满了。因此,队列判空的条件是front=rear,而队列判满的条件是front=(rear+1)%MaxSize。
循环队列的空间可以重复利用,解决了普通队列的空间浪费问题
循环队列的实现
typedef struct { int *a; int front; int tail; int k;} MyCircularQueue;//提前声明判空判满bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj);bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj);//创建循环队列MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) { MyCircularQueue* cq=(MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue)); cq->a=(int*)malloc(sizeof(int)*(k+1)); cq->front=cq->tail=0; cq->k=k; return cq;}//循环队列入队bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) { if(myCircularQueueIsFull(obj)){ return false; } obj->a[obj->tail]=value; obj->tail++; obj->tail%=(obj->k+1); return true;}//循环队列出队bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) { if(myCircularQueueIsEmpty(obj)){ return false; } obj->front++; obj->front%=(obj->k+1); return true;}//循环队列取队头int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) { if(myCircularQueueIsEmpty(obj)){ return -1; } return obj->a[obj->front];}//循环队列取队尾int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) { if(myCircularQueueIsEmpty(obj)){ return -1; } int i=(obj->tail+obj->k)%(obj->k+1); return obj->a[i];}//循环队列判空bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) { return obj->front==obj->tail;}//循环队列判满bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) { return (obj->tail+1)%(obj->k+1)==obj->front;}//销毁循环队列void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) { free(obj->a); free(obj);}
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