C语言数据结构之队列篇

定义

队列是只允许在一端删除，在另一端插入的线性表

允许删除的一端叫做队头(front)，允许插入的一端叫做队尾(rear)。

特性
先进先出(FIFO, First In First Out)

ADT Queue {

//对象:由数据类型为QueueData的元素构成

   int EnQueue (Queue *Q, QueueData x);   //进队

   int DeQueue (Queue *Q, QueueData &x);//出队

   int GetFront (Queue *Q, QueueData &x);//取队头

   void InitQueue (Queue *Q);        //置空队

   int QueueEmpty (Queue *Q);      //判队空否

   int QueueFull (Queue *Q);          //判队满否

}

队列的进队和出队原则

进队时队尾指针先进一  rear = rear + 1，再将新元素按 rear 指示位置加入。

 出队时队头指针先进一 front = front + 1，再将下标为 front 的元素取出。

 队满时再进队将溢出出错；

 队空时再出队将队空处理。

 解决办法之一：将队列元素存放数组首尾相接，形成循环(环形)队列。 

循环队列

队列存放数组被当作首尾相接的表处理。

队头、队尾指针加1时从QueueSize -1直接进到0，可用语言的取模(余数)运算实现。

队头指针进1:  front = (front+1) % QueueSize;

队尾指针进1:  rear = (rear+1) % QueueSize;

队列初始化：front = rear = 0;

队空条件：front == rear;

队满条件：(rear+1) % QueueSize == front 

队列的链接表示——链式队列

队头在链头，队尾在链尾。

链式队列在进队时无队满问题，但有队空问题。

队空条件为 front == NULL

下面是关于链式队列的一些基本操作

#include "LinkQueue.h"

#include <stdlib.h>

Queue* Create_Queue()

{
Queue * q = (Queue*)malloc(sizeof(Queue)/sizeof(char));
if (q == NULL)
{
errno = MALLOC_ERROR;
return NULL;
}

// 置空队
q->front = NULL;
q->rear  = NULL;

return q;

}

int QueueEmpty (Queue *q)

{
if (q == NULL)
{

return FALSE;
}

return q->front == NULL;

}

int EnQueue (Queue *q, QueueData x)

{
if (q == NULL)
{
errno = ERROR;
return FALSE;
}

Node * node = (Node*)malloc(sizeof(Node)/sizeof(char));
if (node == NULL)
{
errno = MALLOC_ERROR;
return FALSE;
}
node->data = x;
node->next = NULL;

if (q->front == NULL)
{
q->front = node;
q->rear  = node;
}
else
{
q->rear->next = node;
q->rear = node;
}

return TRUE;

}

int DeQueue (Queue *q, QueueData *x)

{
if (q == NULL)
{
errno = ERROR;
return FALSE;
}

if (QueueEmpty(q))
{
errno = EMPTY_QUEUE;
return FALSE;
}

Node *p = q->front;
*x = p->data;

q->front = p->next;
free(p);

if (q->front == NULL)
q->rear = NULL;

return TRUE;

}

int GetFront (Queue *q, QueueData *x)

{
if (q == NULL)
{
errno = ERROR;
return FALSE;
}

if (QueueEmpty(q))
{
errno = EMPTY_QUEUE;
return FALSE;
}

*x = q->front->data;

return TRUE;

}

int Destroy_Queue (Queue *q)

{
if (q == NULL)
{
errno = ERROR;
return FALSE;
}

int x;
while (QueueEmpty(q) != TRUE)
{
DeQueue(q, &x);
}

free(q);

return TRUE;

}