深度解剖数据在队列的应用

news2025/10/31 11:54:50

> 作者简介：დ旧言~，目前大一，现在学习Java，c，c++，Python等
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🌟前言

前面我们已经学习了顺序表和链表，他们无法控制数据的打印，而队列只允许在一端进行插入数据操作，在另一端进行删除数据操作的特殊线性表，队列具有先进先出 FIFO(First In First Out) 入队列：进行插入操作的一端称为队尾出队列：进行删除操作的一端称为队头，今天我们来实现一下--《队列》。

🌙主体

咱们从两个方面实现队列，动态管理，对元素进行操作。

在程序中为了实现队列，需要创建头文件Queue.h ，创建源文件Queue.c，这里没有主函数了，等到二叉树的时候就会再次运用到队列。

🌠动态管理

💤初始化动态队列

1.首先我们在Queue.h定义动态的队列，省得我们再调用（队列），这里和链表是一样哒。

//实现队列
typedef struct Queue
{
	//头
	QNode* head;
	//尾
	QNode* tail;
	int size;
}Que;

2.对队列进行初始化，没啥好说的。

//初始化
void QueueInit(Que* pq)
{
	//断言
	assert(pq);
	//初始化
	pq->head = pq->tail = NULL;
	pq->size = 0;
}

💤释放队列内存

这里采用循环的形式来释放内存，都写烂啦。


//销毁
void QueueDestroy(Que* pq)
{
	//断言
	assert(pq);
	//每个节点销毁
	QNode* cur = pq->head;
	while (cur)
	{
		QNode* next = cur->next;
		//释放内存
		free(cur);
		cur = next;
	}

	pq->head = pq->tail = NULL;
	pq->size = 0;
}

🌠对元素进行操作

💤添加元素（重点）

这里以单链表的元素进入队列，实现先进先出。

//添加元素
void QueuePush(Que* pq, QDataType x)
{
	//断言
	assert(pq);
	
	//开辟空间
	QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	//判断
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}

	
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;

	//当尾没有元素时 把头当做尾
	if (pq->tail == NULL)
	{
		pq->head = pq->tail = newnode;
	}
	else
	{
		pq->tail->next = newnode;
		pq->tail = newnode;
	}

	pq->size++;
}

💤释放元素（出队列）（重点）

这里遵循先进先出就行。

void QueuePop(Que* pq)
{
	//断言 元素不能为0
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));

	//如果只有一个元素 就头尾一起删
	if (pq->head->next == NULL)
	{
		//释放内存
		free(pq->head);
		pq->head = pq->tail = NULL;
	}
	else
	{
		//头删
		QNode* next = pq->head->next;
		//释放内存
		free(pq->head);
		pq->head = next;
	}

	pq->size--;
}

💤找头

这个函数没啥好说的，直接返回头节点的元素值。

//找尾
QDataType QueueBack(Que* pq)
{
	//断言
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));

	//找尾
	return pq->tail->data;
}

💤找尾

这个函数没啥好说的，直接返回尾节点的元素值。

//找尾
QDataType QueueBack(Que* pq)
{
	//断言
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));

	//找尾
	return pq->tail->data;
}

💤计算队列元素个数

这个函数没啥好说的，直接返回pq->size。

//计算队列元素个数
int QueueSize(Que* pq)
{
	assert(pq);

	return pq->size;
}

🌙代码总结

🌠Queue.h头文件

//包含头文件
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>

//定义元素类型
typedef int QDataType;

//定义节点
typedef struct QueueNode
{
	struct QueueNode* next;
	QDataType data;
}QNode;

//实现队列
typedef struct Queue
{
	//头
	QNode* head;
	//尾
	QNode* tail;
	int size;
}Que;

//初始化
void QueueInit(Que* pq);
//销毁
void QueueDestroy(Que* pq);

//添加元素
void QueuePush(Que* pq, QDataType x);
//删除元素
void QueuePop(Que* pq);

//找头
QDataType QueueFront(Que* pq);
//找尾
QDataType QueueBack(Que* pq);

//判断
bool QueueEmpty(Que* pq);
//计算队列元素个数
int QueueSize(Que* pq);

🌠Queue.c源文件

//包含头文件
#include"Queue.h"

//初始化
void QueueInit(Que* pq)
{
	//断言
	assert(pq);
	//初始化
	pq->head = pq->tail = NULL;
	pq->size = 0;
}

//销毁
void QueueDestroy(Que* pq)
{
	//断言
	assert(pq);
	//每个节点销毁
	QNode* cur = pq->head;
	while (cur)
	{
		QNode* next = cur->next;
		//释放内存
		free(cur);
		cur = next;
	}

	pq->head = pq->tail = NULL;
	pq->size = 0;
}

//添加元素
void QueuePush(Que* pq, QDataType x)
{
	//断言
	assert(pq);
	
	//开辟空间
	QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	//判断
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}

	
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;

	//当尾没有元素时 把头当做尾
	if (pq->tail == NULL)
	{
		pq->head = pq->tail = newnode;
	}
	else
	{
		pq->tail->next = newnode;
		pq->tail = newnode;
	}

	pq->size++;
}

//删除元素
void QueuePop(Que* pq)
{
	//断言 元素不能为0
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));

	//如果只有一个元素 就头尾一起删
	if (pq->head->next == NULL)
	{
		//释放内存
		free(pq->head);
		pq->head = pq->tail = NULL;
	}
	else
	{
		//头删
		QNode* next = pq->head->next;
		//释放内存
		free(pq->head);
		pq->head = next;
	}

	pq->size--;
}

//找头
QDataType QueueFront(Que* pq)
{
	//断言
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));

	//找头
	return pq->head->data;
}

//找尾
QDataType QueueBack(Que* pq)
{
	//断言
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));

	//找尾
	return pq->tail->data;
}

//判断
bool QueueEmpty(Que* pq)
{
	//断言
	assert(pq);
	return pq->head == NULL;
}

//计算队列元素个数
int QueueSize(Que* pq)
{
	assert(pq);

	return pq->size;
}