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前言

前一段時間，我們試著用C語言實現了數據結構中的順序表，單鏈表，雙向循環鏈表，棧😃。今天我們再用C語言來實現另一種特殊的線性結構：隊列

一. 什么是隊列

隊列是一種特殊的線性表，特殊之處在于它只允許在表的前端（head）進行刪除操作，而在表的后端（tail）進行插入操作，和棧一樣，隊列是一種操作受限制的線性表。進行插入操作的端稱為隊尾，進行刪除操作的端稱為隊頭。

這個隊列就可以理解成我們平時的排隊，先進入的先出去，與我們之前實現的先進后出的棧相反。

二. 使用什么來實現棧

再把上次的圖拿出來，我們看看是用線性表來實現隊列，還是鏈表比較好?

不同點順序表鏈表

存儲空間上	物理上一定連續	邏輯上連續，但物理上不一定連續
隨機訪問	可以直接訪問任何元素	必須從頭節點開始往后尋找
任意位置插入或刪除元素	要搬移其他的元素，效率低。	只需要修改節點的指針指向，效率高
插入	動態順序表，當空間不夠時需要擴容	無容量概念，需要就申請，不用就釋放
應用場景	元素高效存儲，并且需要頻繁訪問	需要在任意位置插入或者刪除頻繁

綜合上表來看，我覺得鏈表較為方便，原因如下：

隊列有多少元素不確定，鏈表可以做到需要就申請，不用就釋放，較為方便

隊列是先進先出，順序固定，不需要隨機訪問。

三. 隊列的實現

3.1頭文件

包含的標準庫

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <stdbool.h> #include <assert.h>

定義結構體

typedef int QDateType;//隊列存儲數據類型typedef struct QueueNode //隊列元素節點 {QDateType val;struct QueueNode* next; }QueueNode;typedef struct Queue //隊列 {QueueNode* head;QueueNode* tail; }Queue;

函數聲明

void QueueInti(Queue* pq); // 隊列初始化 void QueueDestory(Queue* pq); // 隊列的銷毀 void QueuePush(Queue* pq, QDateType x); // 入隊 void QueuePop(Queue* pq); // 出隊 QDateType QueueFront(Queue* pq); // 取出隊首元素 int QueueSize(Queue* pq); // 求隊列的長度 bool QueueEmpty(Queue* pq); // 判斷隊是否為空

3.2 函數的實現

1.隊列的初始化

將頭尾置為空指針即可。

void QueueInti(Queue* pq) {assert(pq); //防止pq為空指針pq->head = pq->tail = NULL; }

2.隊列的銷毀

遍歷隊列元素，然后將每一個元素釋放。

void QueueDestory(Queue* pq) {assert(pq); //防止pq為空指針QueueNode* cur = pq->head;while (cur){QueueNode* next = cur->next;free(cur);cur = next;}pq->tail = pq->head = NULL; }

3.入隊

對于入隊，我們首先需要去開辟一個新的節點來存儲數據，然后將這個節點加入到tail后即可。此時我們就要分別考慮。

如果為空隊列，那么我們不僅要改變tail，還要改變head的值

如果不為空隊列，只用改變tail即可。

void QueuePush(Queue* pq, QDateType x) {assert(pq); //防止pq為空指針QueueNode* newNode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));if (NULL == newNode){printf("malloc error\n");exit(-1);}newNode->val = x;newNode->next = NULL;//開辟一個新節點存儲數據if (pq->tail == NULL)//判斷是否為空隊列{assert(pq->head == NULL);pq->head = pq->tail = newNode;}else{pq->tail->next = newNode;pq->tail = newNode;} }

4.出隊

對于出隊，我們同樣需要考慮兩種情況

隊列為空，改變head的同時改變tail

隊列不為空，改變head即可。

void QueuePop(Queue* pq) {assert(pq);//防止pq為空指針assert(pq->head && pq->tail); //防止隊列為空隊列if (pq->head->next == NULL){free(pq->head);pq->head = pq->tail = NULL;}else{QueueNode* next = pq->head->next;free(pq->head);pq->head = next;} }

5. 取出隊首元素

沒啥說的，直接訪問頭節點取出即可

QDateType QueueFront(Queue* pq) {assert(pq);//防止pq為空指針assert(pq->head && pq->tail); //防止隊列為空隊列return pq->head->val; }

6.判斷是否為空隊列

我們只需要判斷頭指針是否為NULL，如果是則為空

bool QueueEmpty(Queue* pq) {assert(pq);return pq->head == NULL; }

7. 求隊伍長度

創建一個變量，遍歷隊伍求長度。

int QueueSize(Queue* pq) {assert(pq);QueueNode* cur = pq->head;int count = 0;while (cur){cur = cur->next;count++;}return count; }

完整代碼

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <stdbool.h> #include <assert.h>typedef int QDateType;typedef struct QueueNode {QDateType val;struct QueueNode* next; }QueueNode;typedef struct Queue {QueueNode* head;QueueNode* tail; }Queue;void QueueInti(Queue* pq) {assert(pq);pq->head = pq->tail = NULL; }void QueueDestory(Queue* pq) {assert(pq);QueueNode* cur = pq->head;while (cur){QueueNode* next = cur->next;free(cur);cur = next;}pq->tail = pq->head = NULL; }void QueuePush(Queue* pq, QDateType x) {assert(pq);QueueNode* newNode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));if (NULL == newNode){printf("malloc error\n");exit(-1);}newNode->val = x;newNode->next = NULL;if (pq->tail == NULL){assert(pq->head == NULL);pq->head = pq->tail = newNode;}else{pq->tail->next = newNode;pq->tail = newNode;}}void QueuePop(Queue* pq) {assert(pq);assert(pq->head && pq->tail);if (pq->head->next == NULL){free(pq->head);pq->head = pq->tail = NULL;}else{QueueNode* next = pq->head->next;free(pq->head);pq->head = next;} }bool QueueEmpty(Queue* pq) {assert(pq);return pq->head == NULL; }QDateType QueueFront(Queue* pq) {assert(pq);assert(pq->head);return pq->head->val; }int QueueSize(Queue* pq) {assert(pq);QueueNode* cur = pq->head;int count = 0;while (cur){cur = cur->next;count++;}return count; }

結語

歡迎各位參考與指導！！！博主最近在沖擊C/C++領域新人，拜托大家幫忙點贊收藏一下??

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C语言实现队列的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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