队列的定义与实现(C语言实现)

Posted 2020-06-13

   小时候。我们做早操的时候或者军训的时候，都排成一列，有头有尾。如果你迟到了，仅仅能站到最后面一个。退场的时候。都是由第一个先走的。这就是队列雏形。

队列的定义

队列是一种特殊的线性表

队列仅在线性表的两端进行操作

队头(Front)：取出数据元素的一端

队尾(Rear)：插入数据元素的一端

队列不同意在中间部位进行操作！

队列实质上也就是线性表的一种特殊操作形式，在头部删除。获取，在尾部加入。

跟栈基本类似，换烫不换药。详细能够參考

栈的实现与操作(C语言实现)   

与栈一样，队列相同具备线性和链式两种结构。分别例如以下：

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队列的线性形式：

队列的线性形式本质上就是顺序线性表，这里相同採用代码复用的方式，关于顺序线性表的代码就不贴了，详细能够參阅顺序线性表的实现及操作（C语言实现）  

头文件：

#ifndef _SEQQUEUE_H_
#define _SEQQUEUE_H_

typedef void SeqQueue;

SeqQueue* SeqQueue_Create(int capacity);

void SeqQueue_Destroy(SeqQueue* queue);

void SeqQueue_Clear(SeqQueue* queue);

int SeqQueue_Append(SeqQueue* queue, void* item);

void* SeqQueue_Retrieve(SeqQueue* queue);

void* SeqQueue_Header(SeqQueue* queue);

int SeqQueue_Length(SeqQueue* queue);

int SeqQueue_Capacity(SeqQueue* queue);

#endif

源文件：

// 线性队列.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。

//

#include "stdafx.h"
#include "SeqList.h"
#include "SeqQueue.h"
#include <stdlib.h>


SeqQueue* SeqQueue_Create(int capacity) 
{
    return SeqList_Create(capacity);
}

void SeqQueue_Destroy(SeqQueue* queue) 
{
    SeqList_Destroy(queue);
}

void SeqQueue_Clear(SeqQueue* queue) 
{
    SeqList_Clear(queue);
}

//在尾部插入
int SeqQueue_Append(SeqQueue* queue, void* item) 
{
    return SeqList_Insert(queue, item, SeqList_Length(queue));
}

//删除头部
void* SeqQueue_Retrieve(SeqQueue* queue) 
{
    return SeqList_Delete(queue, 0);
}

//获得头部
void* SeqQueue_Header(SeqQueue* queue)  
{
    return SeqList_Get(queue, 0);
}

int SeqQueue_Length(SeqQueue* queue) 
{
    return SeqList_Length(queue);
}

int SeqQueue_Capacity(SeqQueue* queue) 
{
    return SeqList_Capacity(queue);
}



int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	 SeqQueue* queue = SeqQueue_Create(20);
    int a[10] = {0};
    int i = 0;
    
    for(i=0; i<10; i++)
    {
        a[i] = i + 1;
        
        SeqQueue_Append(queue, a + i);
    }
    
    printf("Header: %d\n", *(int*)SeqQueue_Header(queue));
    printf("Length: %d\n", SeqQueue_Length(queue));
    printf("Capacity: %d\n", SeqQueue_Capacity(queue));
    
    while( SeqQueue_Length(queue) > 0 )
    {
        printf("Retrieve: %d\n", *(int*)SeqQueue_Retrieve(queue));
    }
    
    SeqQueue_Destroy(queue);

	system("pause");
	return 0;
}

执行结果：

Header: 1
Length: 10
Capacity: 20
Retrieve: 1
Retrieve: 2
Retrieve: 3
Retrieve: 4
Retrieve: 5
Retrieve: 6
Retrieve: 7
Retrieve: 8
Retrieve: 9
Retrieve: 10
请按随意键继续. . .

======================================================================================

队列的链式实现：

相同。队列的链式实现本质上就是链式线性表，关于链表的代码请參阅：链表的实现与操作(C语言实现)

头文件：

#ifndef _LINKQUEUE_H_
#define _LINKQUEUE_H_

typedef void LinkQueue;

LinkQueue* LinkQueue_Create();

void LinkQueue_Destroy(LinkQueue* queue);

void LinkQueue_Clear(LinkQueue* queue);

int LinkQueue_Append(LinkQueue* queue, void* item);

void* LinkQueue_Retrieve(LinkQueue* queue);

void* LinkQueue_Header(LinkQueue* queue);

int LinkQueue_Length(LinkQueue* queue);

#endif

源文件：

// 链式队列.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//

#include "stdafx.h"
#include "LinkList.h"
#include "LinkQueue.h"
#include <malloc.h>
#include <stdlib.h>


int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{

	LinkQueue* queue = LinkQueue_Create();
    int a[10] = {0};
    int i = 0;
    
    for(i=0; i<10; i++)
    {
        a[i] = i + 1;
        
        LinkQueue_Append(queue, a + i);
    }
    
    printf("Header: %d\n", *(int*)LinkQueue_Header(queue));
    printf("Length: %d\n", LinkQueue_Length(queue));
    
    while( LinkQueue_Length(queue) > 0 )
    {
        printf("Retrieve: %d\n", *(int*)LinkQueue_Retrieve(queue));
    }
    
    LinkQueue_Destroy(queue);
    

	system("pause");


	return 0;
}

typedef struct _tag_LinkQueueNode
{
    LinkListNode header;
    void* item;
} TLinkQueueNode;

LinkQueue* LinkQueue_Create() 
{
    return LinkList_Create();
}

void LinkQueue_Destroy(LinkQueue* queue) 
{
    LinkQueue_Clear(queue);
    LinkList_Destroy(queue);
}

void LinkQueue_Clear(LinkQueue* queue) // O(n)
{
    while( LinkQueue_Length(queue) > 0 )
    {
        LinkQueue_Retrieve(queue);
    }
}

//在尾部加入
int LinkQueue_Append(LinkQueue* queue, void* item) 
{
    TLinkQueueNode* node = (TLinkQueueNode*)malloc(sizeof(TLinkQueueNode));
    int ret = (item != NULL) && (node != NULL);
    
    if( ret )
    {
        node->item = item;
        
        ret = LinkList_Insert(queue, (LinkListNode*)node, LinkList_Length(queue));
    }
    
    if( !ret )
    {
        free(node);
    }
    
    return ret;
}

//删除头部
void* LinkQueue_Retrieve(LinkQueue* queue) 
{
    TLinkQueueNode* node = (TLinkQueueNode*)LinkList_Delete(queue, 0);
    void* ret = NULL;
    
    if( node != NULL )
    {
        ret = node->item;
        
        free(node);
    }
    
    return ret;
}

//获得头
void* LinkQueue_Header(LinkQueue* queue) 
{
    TLinkQueueNode* node = (TLinkQueueNode*)LinkList_Get(queue, 0);
    void* ret = NULL;
    
    if( node != NULL )
    {
        ret = node->item;
    }
    
    return ret;
}

int LinkQueue_Length(LinkQueue* queue) 
{
    return LinkList_Length(queue);
}

执行结果：

Header: 1
Length: 10
Retrieve: 1
Retrieve: 2
Retrieve: 3
Retrieve: 4
Retrieve: 5
Retrieve: 6
Retrieve: 7
Retrieve: 8
Retrieve: 9
Retrieve: 10
请按随意键继续. . .

如有错误。望不吝指出。