本文主要是介绍队列(循环队列、链式队列),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
队列 queue
1.1 特性
队列是只允许再两端进行插入和删除操作的线性表,在队尾插入,在队头删除,插入的一段被称为“队尾”,删除的一端被称为“队头”。队列包括顺序队列(循环队列)、链式队列。
结构:先进先出FIFO
操作:创建、入列、出列、判空和判满。
注意:为了避免假溢出问题,即队列前面还有空闲,但是队尾已经出现越界,所以在实际使用队列时,为了使队列空间能重复使用,往往对队列的使用方法稍加改进,需要引入循环队列。
循环队列是把顺序队列首尾相连,把存储队列元素的表从逻辑上看成一个环,成为循环队列。
1.2 循环队列
逻辑结构:线性结构
存储结构:顺序存储
操作:创建、入列、出列、判空和判满。
入列:
出队:
求长度:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define N 5
typedef int datatype;
typedef struct sequeue //循环队列结构体
{
datatype data[N]; //循环队列存数据的数组int front; //队头元素下标int rear; //队尾元素下标
} sequeue_t;//创建一个空的队列
sequeue_t *createEmptySequeue()
{//开辟循环队列结构体大小空间sequeue_t *p = (sequeue_t *)malloc(sizeof(sequeue_t));if (NULL == p){perror("p mallo err");return NULL;}//初始化结构体空间
p->front = 0; //队头和队尾初始化为0
p->rear = 0;return p;
}//判断队列是否为满
int isFullSequeue(sequeue_t *p)
{//思想上,舍去数组上的一个存储位置,用于判断队列是否为满//先判断rear的下一个位置是否等于frontreturn (p->rear + 1) % N == p->front;
}//入列 data代表入列的数据
int inSequeue(sequeue_t *p, datatype data)
{//1.容错判断,入列前需要判断队列是否为满if (isFullSequeue(p)){printf("isFullSequeue !!\n");return -1;}//2. 将数据入列
p->data[p->rear] = data;//3.队尾向后移动一个单位 (不能单纯的++,要利用取余法让下标循环)
p->rear = (p->rear + 1) % N;return 0;
}
//判断队列是否为空
int isEmptySequeue(sequeue_t *p)
{return p->rear == p->front;
}
//出列
datatype outSequeue(sequeue_t *p)
{
datatype temp; //临时保存下即将出列的数据//1.容错判断: 判空if (isEmptySequeue(p)){printf("isEmptySequeue !!\n");return -1;}//2. 将数据取出
temp = p->data[p->front];//3. 将头向后移动一个单位
p->front = (p->front + 1) % N;//4. 返回出队数据return temp;
}//求队列的长度
int lengthSequeue(sequeue_t *p)
{//长度情况分为 rear >= front 和 rear < fron //rear == front 就是空队列长度为0// if (p->rear >= p->front)// return p->rear - p->front;// else //p->rear < p->front// return p->rear - p->front + N;return (p->rear - p->front + N) % N;
}int main(int argc, char const *argv[])
{sequeue_t *p = createEmptySequeue();for (int i = 0; i < 5; i++)inSequeue(p, i); //最后一次循环回报: isFullSequeue !!printf("len = %d\n", lengthSequeue(p)); //len=4while (!isEmptySequeue(p))printf("%d\n", outSequeue(p)); //0 1 2 3先进先出return 0;
}
循环队列,如果数组的元素个数为N,那么队列中最多能够存储的数据数的多少? N-1个
为什么?
答:rear 后面 队尾,在插入的时候,插入之前需要先判断 rear+1,也就是他的下一个为位置是否 等于 front 来判断队列是否为满,会造成浪费一个存储位置。
1.3 链式队列
逻辑结构:线性结构
存储结构:链式存储
操作:创空、入列、出列、判空
创建空队列:
入队:
出队:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef int datatype;
typedef struct node
{
datatype data;struct node *next;
} node_t, *node_p;typedef struct linkqueue //将队列的头尾指针封装成一个结构体
{
node_p front; //相当于队列的头指针
node_p rear; //相当于队列的尾指针
} linkqueue_t, *linkqueue_p;//创建一个空的队列,用有头链表。
linkqueue_p createEmptyLinkQueue()
{//1. 开辟队列结构体大小空间
linkqueue_p p = (linkqueue_p)malloc(sizeof(linkqueue_t));if (NULL == p){perror("p malloc er");return NULL;}//2. 初始化队列结构体, 让头尾指针都指向开辟的头节点
p->front = p->rear = (node_p)malloc(sizeof(node_t));if (NULL == p->front){perror("p->front malloc err");return NULL;}//3. 初始化头节点
p->front->next = NULL;return p;
}//入列 data代表入列的数据
int inLinkQueue(linkqueue_t *p, datatype data)
{// 新建节点,保存入队数据
node_p pnew = (node_p)malloc(sizeof(node_t));if (NULL == pnew){perror("pnew malloc err");return -1;}
pnew->data = data;
pnew->next = NULL;// 将新节点尾插到链表
p->rear->next = pnew;// 移动尾指针到新节点
p->rear = pnew;return 0;
}//判断队列是否为空
int isEmptyLinkQueue(linkqueue_p p)
{return p->front == p->rear;
}//出列
datatype outLinkQueue(linkqueue_p p)
{//判空if (isEmptyLinkQueue(p)){printf("outLinkQueue err\n");return -1;}//定义pdel保存当前头节点
node_p pdel = p->front;//将头指针向后移动
p->front = p->front->next;//释放pdelfree(pdel);//将要出队数据返回return p->front->data;
}//求队列长度
int lengthLinkQueue(linkqueue_p p)
{int len = 0;
node_p h = p->front;//求长度,相当于遍历有头链表while (h->next != NULL){
h = h->next;
len++;}return len;
}int main(int argc, char const *argv[])
{
linkqueue_p p = createEmptyLinkQueue();inLinkQueue(p, 1);inLinkQueue(p, 2);inLinkQueue(p, 3);inLinkQueue(p, 4);inLinkQueue(p, 5);// node_p p1 = p->front;// while (p1->next != NULL)// {// p1 = p1->next;// printf("%d ", p1->data);// }printf("len = %d\n", lengthLinkQueue(p));while (!isEmptyLinkQueue(p)){printf("%d\n", outLinkQueue(p)); //1 2 3 4 5}return 0;
}
这篇关于队列(循环队列、链式队列)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!