學習就像一段長跑，比的不是誰跑得快，而是誰更能堅持！！

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?1 隊列的概念及結構

隊列：只允許在一端進行插入數據操作，在另一端進行刪除數據操作的特殊線性表，隊列具有先進先出 FIFO(First In First Out)

入隊列：進行插入操作的一端稱為隊尾。

出隊列：進行刪除操作的一端稱為隊頭。

?和棧不同的是，隊列的出隊順序是唯一的！

2 隊列的實現

分析

有兩種實現隊列的方式：數組和鏈表。鏈表可以用單鏈表也可以用雙鏈表。

鏈表實現：單鏈表更合適！！

思考一個問題，需要帶哨兵位的頭節點嗎？

• 其實都可以，不帶也可以，可以不用判斷直接尾插，但是如果帶了哨兵位的頭節點，要malloc，最后也要free釋放空間。

因為隊列我們只需要入隊（尾插）和出隊（頭刪），單鏈表都可以實現，不需要使用雙鏈表。但是我們要想，我們要怎么分清隊頭和隊尾呢？所以我們在尾插頭刪的時候：

• 需要ptail指針維護隊列最后一個元素
• 需要phead指針維護隊列第一個元素

那么這個時候實現起來就需要用到二級指針了。很不方便。

那么我們怎么解決這個問題呢？（不用二級指針的等效替換方法）

①帶哨兵位的頭節點。②返回值。③可以考慮用一個結構體封裝起來。

這里我們用結構體。?

代碼實現

Test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include"Queue.h"int main()
{Queue q;QueueInit(&q);QueuePush(&q, 1);QueuePush(&q, 2);QueuePush(&q, 3);printf("%d ", QueueFront(&q));QueuePop(&q);printf("%d ", QueueFront(&q));QueuePop(&q);QueuePush(&q, 4);QueuePush(&q, 5);while (!QueueEmpty(&q)){printf("%d ", QueueFront(&q));QueuePop(&q);}QueueDestroy(&q);return 0;
}

函數聲明Queue.h

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>typedef int QDataType;//創建隊列節點
typedef struct QueueNode
{QDataType val;struct QueueNode* next;
}QNode;//創建維護隊列的指針
typedef struct Queue
{QNode* phead;QNode* ptail;int size;//原本是需要遍歷的，寫在結構體里可以很好的是時間復雜度由O(N)變為O(1)
}Queue;//初始化
void QueueInit(Queue* pq);//空間釋放
void QueueDestroy(Queue* pq);//尾插
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);//頭刪
void QueuePop(Queue* pq);//取隊頭的數據
QDataType QueueFront(Queue* pq);//取隊尾的數據
QDataType QueueBack(Queue* pq);//判斷是否為空
bool QueueEmpty(Queue* pq);//隊列元素個數
int QueueSize(Queue* pq);

函數實現Queue.c?

初始化QueueInit

void QueueInit(Queue* pq)
{assert(pq);pq->phead = pq->ptail = NULL;pq->size = 0;
}

空間釋放QueueDestroy

void QueueDestroy(Queue* pq)
{assert(pq);QNode* cur = pq->phead;while (cur){QNode* next = cur->next;free(cur);cur = next;}pq->phead = pq->ptail = NULL;pq->size = 0;
}

入隊列QueuePush

這里需要創建一個節點

void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{assert(pq);QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));if (newnode == NULL){perror("malloc fail");return;}newnode->val = x;newnode->next = NULL;if (pq->ptail == NULL){pq->ptail = pq->phead = newnode;}else{pq->ptail->next = newnode;pq->ptail = newnode;}pq->size++;
}

出隊列QueuePop

要注意兩種情況

• 空鏈表
• 只有一個元素（ptail野指針的情況，要進行判斷置空）

void QueuePop(Queue* pq)
{assert(pq);//鏈表不為空assert(pq->phead);QNode* del = pq->phead;pq->phead = pq->phead->next;free(del);del = NULL;//鏈表中只有一個元素，刪完以后為空if (pq->phead == NULL)pq->ptail = NULL;pq->size--;
}

隊頭元素QueueFront

QDataType QueueFront(Queue* pq)
{assert(pq);assert(pq->phead);return pq->phead->val;
}

隊尾元素QueueBack

QDataType QueueBack(Queue* pq)
{assert(pq); assert(pq->ptail);return pq->ptail->val;
}

判斷隊列是否為空QueueEmpty

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

隊列元素個數QueueSize

int QueueSize(Queue* pq)
{assert(pq);return pq->size;
}

Queue.c總代碼

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include"Queue.h"void QueueInit(Queue* pq)
{assert(pq);pq->phead = pq->ptail = NULL;pq->size = 0;
}void QueueDestroy(Queue* pq)
{assert(pq);QNode* cur = pq->phead;while (cur){QNode* next = cur->next;free(cur);cur = next;}pq->phead = pq->ptail = NULL;pq->size = 0;
}void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{assert(pq);QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));if (newnode == NULL){perror("malloc fail");return;}newnode->val = x;newnode->next = NULL;if (pq->ptail == NULL){pq->ptail = pq->phead = newnode;}else{pq->ptail->next = newnode;pq->ptail = newnode;}pq->size++;
}void QueuePop(Queue* pq)
{assert(pq);// assert(pq->phead);QNode* del = pq->phead;pq->phead = pq->phead->next;free(del);del = NULL;if (pq->phead == NULL)pq->ptail = NULL;pq->size--;
}QDataType QueueFront(Queue* pq)
{assert(pq);// assert(pq->phead);return pq->phead->val;
}QDataType QueueBack(Queue* pq)
{assert(pq); assert(pq->ptail);return pq->ptail->val;
}bool QueueEmpty(Queue* pq)
{assert(pq);return pq->phead == NULL;
}int QueueSize(Queue* pq)
{assert(pq);return pq->size;
}

以上就是用單鏈表實現隊列的代碼實現。