数据结构——【队列】知识介绍+基本操作代码
创始人
2025-05-30 03:05:03
定义: 队列英文名称是Queue,是一种可以实现先进先出的存储结构。队列是在首尾两端进行操作,只能在一端入队,另一端出队。一般我们使用front,rear来表示队首和队尾;一般在队首进行删除元素,在队尾进行添加元素。 分类:
  1. 链式队列:用链表实现。
  1. 静态(顺序)队列:用数组实现。
注意事项:
  1. 使用静态队列通常是以循环的形式实现,而不是线性数组:原因是,如果使用线性数组,当有元素出队之后,因为入队是在队尾进行,所以前面的空间不能够再被利用,相当于前面的空间就是一次性的,这就造成了空间的浪费。
  2. 一个循环队列需要两个参数来确定:front,rear。这两个参数在不同情况之下的意义不太一样:①队列初始化的时候,两个值都是0;②队列非空的时候,front指向队列的第一个元素,rear指向队列最后一个元素的下一个位置;③队列空的时候,front==rear,但不一定都等于0。
操作 新建队列 描述: 队列的初始情况是头指针和尾指针相等并且等于0,即Q->front==Q->rear==0。 入队操作 描述: 入队操作从队尾进行,每次一个元素入队都先把元素添加到队尾位置再把尾指针向上移动一位。 出队操作 描述: 出队操作从队首进行,每次一个元素出队都先把首位置元素删去,再把首指针向上移动一位。

顺序队列实现代码

#include 
#include 
#include 
#include #define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define MAXSIZE 20 
typedef int Status;
typedef int QElemType; //循环队列的顺序存储结构
typedef struct
{QElemType data[MAXSIZE];int front;       int rear;      
}SqQueue;//初始化一个空队列Q
Status InitQueue(SqQueue *Q){Q->front = 0;Q->rear = 0;return OK;
}//将队列清空
Status ClearQueue(SqQueue *Q){Q->front = Q->rear = 0;return OK;
}//若队列Q为空队列,则返回TRUR,否则返回FALSE;
Status QueueEmpty(SqQueue Q){//队空标记if (Q.front == Q.rear)return TRUE;elsereturn FALSE;
}//返回Q的元素个数,也就是队列的当前长度
int QueueLength(SqQueue Q){return (Q.rear - Q.front + MAXSIZE)%MAXSIZE;
}//若队列不空,则用e返回Q的队头元素,并返回OK,否则返回ERROR;
Status GetHead(SqQueue Q,QElemType *e){//队列已空if (Q.front == Q.rear)return ERROR;*e = Q.data[Q.front];return OK;}//若队列未满,则插入元素e为新队尾元素
Status EnQueue(SqQueue *Q,QElemType e){//队列已满if((Q->rear+1)%MAXSIZE == Q->front)return ERROR;//将元素e赋值给队尾Q->data[Q->rear] = e;//rear指针向后移动一位,若到最后则转到数组头部;Q->rear = (Q->rear+1)%MAXSIZE;return OK;
}//若队列不空,则删除Q中队头的元素,用e返回值
Status DeQueue(SqQueue *Q,QElemType *e){//判断队列是否为空if (Q->front == Q->rear) {return ERROR;}//将队头元素赋值给e*e = Q->data[Q->front];//front 指针向后移动一位,若到最后则转到数组头部Q->front = (Q->front+1)%MAXSIZE;return OK;
}//从队头到队尾依次对队列的每个元素数组
Status QueueTraverse(SqQueue Q){int i;i = Q.front;while ((i+Q.front) != Q.rear) {printf("%d   ",Q.data[i]);i = (i+1)%MAXSIZE;}printf("\n");return OK;
}int main(int argc, const char * argv[]) {// insert code here...printf("001--顺序队列表示与操作实现\n");Status j;int i=0,l;QElemType d;SqQueue Q;InitQueue(&Q);printf("初始化队列后,队列空否?%u(1:空 0:否)\n",QueueEmpty(Q));printf("入队:\n");while (i < 10) {EnQueue(&Q, i);i++;}QueueTraverse(Q);printf("队列长度为: %d\n",QueueLength(Q));printf("现在队列空否?%u(1:空 0:否)\n",QueueEmpty(Q));printf("出队:\n");//出队DeQueue(&Q, &d);printf("出队的元素:%d\n",d);QueueTraverse(Q);//获取队头j=GetHead(Q,&d);if(j)printf("现在队头元素为: %d\n",d);ClearQueue(&Q);printf("清空队列后, 队列空否?%u(1:空 0:否)\n",QueueEmpty(Q));return 0;
}

链式队列的实现

#include 
#include 
#include 
#include 
#include #define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define MAXSIZE 20 typedef int Status;typedef int QElemType; typedef struct QNode   
{QElemType data;struct QNode *next;
}QNode,*QueuePtr;typedef struct           
{QueuePtr front,rear; 
}LinkQueue;//初始化队列
Status InitQueue(LinkQueue *Q){//头/尾指针都指向新生成的结点Q->front = Q->rear = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));//2.判断是否创建新结点成功与否if (!Q->front) {return ERROR;}//3.头结点的指针域置空Q->front->next = NULL;return OK;
}//销毁队列Q
Status DestoryQueue(LinkQueue *Q){//遍历整个队列,销毁队列的每个结点while (Q->front) {Q->rear = Q->front->next;free(Q->front);Q->front = Q->rear;}return OK;}//将队列Q置空
Status ClearQueue(LinkQueue *Q){QueuePtr p,q;Q->rear = Q->front;p = Q->front->next;Q->front->next = NULL;while (p) {q = p;p = p->next;free(q);}return OK;
}//判断队列Q是否为空
Status QueueEmpty(LinkQueue Q){if (Q.front == Q.rear)return TRUE;elsereturn FALSE;
}//获取队列长度
int QueueLength(LinkQueue Q){int i= 0;QueuePtr p;p = Q.front;while (Q.rear != p) {i++;p = p->next;}return i;
}//插入元素e为队列Q的新元素
Status EnQueue(LinkQueue *Q,QElemType e){//为入队元素分配结点空间,用指针s指向;QueuePtr s = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));//判断是否分配成功if (!s) {return ERROR;}//将新结点s指定数据域.s->data = e;s->next = NULL;//将新结点插入到队尾Q->rear->next = s;//修改队尾指针Q->rear = s;return OK;
}//出队列
Status DeQueue(LinkQueue *Q,QElemType *e){QueuePtr p;//判断队列是否为空;if (Q->front == Q->rear) {return ERROR;}//将要删除的队头结点暂时存储在pp = Q->front->next;//将要删除的队头结点的值赋值给e*e = p->data;//将原队列头结点的后继p->next 赋值给头结点后继Q->front->next = p ->next;//若队头就是队尾,则删除后将rear指向头结点.if(Q->rear == p) Q->rear = Q->front;free(p);return OK;
}//获取队头元素
Status GetHead(LinkQueue Q,QElemType *e){//队列非空if (Q.front != Q.rear) {//返回队头元素的值,队头指针不变*e =  Q.front->next->data;return TRUE;}return  FALSE;}//遍历队列
Status QueueTraverse(LinkQueue Q){QueuePtr p;p = Q.front->next;while (p) {printf("%d ",p->data);p = p->next;}printf("\n");return OK;
}int main(int argc, const char * argv[]) {// insert code here...printf("链队列的表示与操作!\n");Status iStatus;QElemType d;LinkQueue q;//初始化队列qiStatus = InitQueue(&q);//判断是否创建成if (iStatus) {printf("成功地构造了一个空队列\n");}//判断队列是否为空printf("是否为空队列?%d (1:是 0:否)\n",QueueEmpty(q));//获取队列的长度printf("队列的长度为%d\n",QueueLength(q));//插入元素到队列中EnQueue(&q, -3);EnQueue(&q, 6);EnQueue(&q, 12);printf("队列的长度为%d\n",QueueLength(q));printf("是否为空队列?%d (1:是 0:否)\n",QueueEmpty(q));//遍历队列printf("队列中的元素如下:\n");QueueTraverse(q);//获取队列头元素iStatus = GetHead(q, &d);if (iStatus == OK) {printf("队头元素是:%d\n",d);}//删除队头元素iStatus =DeQueue(&q, &d);if (iStatus == OK) {printf("删除了的队头元素为:%d\n",d);}//获取队头元素iStatus = GetHead(q, &d);if (iStatus == OK) {printf("新的队头元素为:%d\n",d);}//清空队列ClearQueue(&q);//销毁队列DestoryQueue(&q);return 0;
}

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