数据结构之——《队列》

1.队列
2.队列接口实现
3.应用案例：用一个队列实现栈
4.小结

1.队列

队列：是一种先进先出（FIFO）的线性表，允许在表的一端进行插入（即入队），在表的另一端进行删除（即出队）。
入队：队尾（rear）插入；
出队：队头（front）删除；

2.队列接口实现

（1）定义队列结构体
代码如下（示例）：

typedef int QDataType;typedef struct QNode
{struct QNode* _next;QDataType _data;
}QNode;typedef struct Queue
{QNode* _front;QNode* _rear;int _size;
}Queue;

（2）队列初始化
代码如下（示例）：

void queueInit(Queue* q)
{q->_front = q->_rear = NULL;q->_size = 0;
}

（3）创建结点
代码如下（示例）：

QNode* creatNode(QDataType data)
{QNode* node = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));node->_data = data;node->_next = NULL;return node;
}

（4）入队（尾插）
代码如下（示例）：

void queuePush(Queue* q, QDataType data)
{QNode* node = creatNode(data);if (q->_front == NULL)q->_front = q->_rear = node;else{q->_rear->_next = node;q->_rear = node;}++q->_size;
}

（5）出队（头删）
代码如下（示例）：

void queuePop(Queue* q)
{if (q->_front){QNode* next = q->_front->_next;free(q->_front);q->_front = next;//删除之后是否为空队列if (q->_front == NULL)q->_rear = NULL;--q->_size;}
}

（6）获取队尾元素
代码如下（示例）：

QDataType queueBack(Queue* q)
{return q->_rear->_data;
}

（7）获取队头元素
代码如下（示例）：

QDataType queueFront(Queue* q)
{return q->_front->_data;}

（8）队列的大小
代码如下（示例）：

int queueSize(Queue* q)
{return q->_size;
}

（9）判断队列是否为空
代码如下（示例）：

int queueEmpty(Queue* q)
{if (q->_front == NULL)return 1;return 0;
}

（10）销毁队列
代码如下（示例）：

void queueDestroy(Queue* q)
{QNode* cur = q->_front;while (cur){QNode* next = cur->_next;free(cur);cur = next;}q->_front = q->_rear = NULL;q->_size = 0;
}

3.应用案例：用一个队列实现栈

根据第二部的定义实现的队列接口函数，则用队列实现栈的功能就容易多了。入栈：队列的入队操作。出栈：除过最后一个元素，队列中其他元素循环进行出队入队操作，最后一个元素只出队。获取栈顶元素：队尾元素的获取。栈是否为空：队列是否为空。

typedef struct {Queue q;
} MyStack;MyStack* myStackCreate(){MyStack* ms = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));queueInit(&ms->q);return ms;
}

（1）入栈

void myStackPush(MyStack* obj, int x)
{queuePush(&obj->q, x);
}

（2）出栈

int myStackPop(MyStack* obj)
{int ret;int size = queueSize(&obj->q);while (size > 1){int front = queueFront(&obj->q);queuePop(&obj->q);queuePush(&obj->q,front);--size;}ret = queueFront(&obj->q);queuePop(&obj->q);return ret;
}

（3）获取栈顶元素

int myStackTop(MyStack* obj)
{return queueBack(&obj->q);
}

（4）栈是否为空

int myStackEmpty(MyStack* obj)
{return queueEmpty(&obj->q);
}

（5）栈释放

void myStackFree(MyStack* obj)
{queueDestroy(&obj->q);free(obj);
}

4.小结

通过学习队列线性表，对基本接口函数较为熟练掌握，而用队列实现栈，只是调用了队列的接口函数完成对应栈的操作。

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