C语言链式队列与循环队列怎么实现

这篇文章主要介绍了C语言链式队列与循环队列怎么实现的相关知识，内容详细易懂，操作简单快捷，具有一定借鉴价值，相信大家阅读完这篇C语言链式队列与循环队列怎么实现文章都会有所收获，下面我们一起来看看吧。

队列的实现

队列是一种先进先出（First in First Out）的线性表，简称FIFO。与栈不同，栈是一种后进先出（先进后出）的线性表。在队列中，允许插入的一端称为队尾，允许删除的一端称为队头。假设队列是q=（a1,a2,…,an），那么a1就是队头元素，而an是队尾元素。这样我们就可以删除时，总是从a1开始，而插入时，列在最后。这也比较符合我们通常生活中的习惯，排在第一个的优先出列，最后来的当然在队伍的最后。队列分为顺序队列和循环队列。顺序队列我们可以利用数组或者链表实现。这里，我们选择用链表实现顺序队列。

今天主要介绍链表实现的队列和循环队列

链式队列

队列主要有哪些基本操作

// 初始化队列 void QueueInit(Queue* q);// 队尾入队列 void QueuePush(Queue* q, QDataType data);// 队头出队列 void QueuePop(Queue* q);// 获取队列头部元素 QDataType QueueFront(Queue* q);// 获取队列队尾元素 QDataType QueueBack(Queue* q);// 获取队列中有效元素个数 int QueueSize(Queue* q);// 检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，如果非空返回0 bool QueueEmpty(Queue* q);// 销毁队列 void QueueDestroy(Queue* q);

链式队列的定义

typedef int QDataType;// 链式结构：表示队列 typedef struct QListNode{    struct QListNode* _next;    QDataType _data;}QNode;// 队列的结构 typedef struct Queue{    QNode* _front;    QNode* _rear;}Queue;

链式队列的实现

1、初始化队列

void QueueInit(Queue* q){    assert(q);    q->_front = NULL;    q->_rear = NULL;}

2、销毁队列

void QueueDestroy(Queue* q){    assert(q);    QNode* cur = q->_front;    while (cur != NULL)    {        QNode* next = cur->_next;        free(cur);        cur = next;    }    q->_front = q->_rear = NULL;}

3、队列判空

bool QueueEmpty(Queue* q){    assert(q);    //if (q->_front == NULL)    //{    //  return 1;    //}    //else    //{    //  return 0;    //}    return q->_front == NULL;}

4、入队操作

void QueuePush(Queue* q, QDataType data){    assert(q);    QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));    if (newnode == NULL)    {        exit(-1);    }    newnode->_data = data;    newnode->_next = NULL;    if (q->_front == NULL)    {        q->_front = q->_rear = newnode;    }    else    {        q->_rear->_next = newnode;        q->_rear = newnode;    }}

5、出队操作

void QueuePop(Queue* q){    assert(q);    assert(!QueueEmpty(q));    QNode* next = q->_front->_next;    free(q->_front);    q->_front = next;    if (q->_front == NULL)    {        q->_rear = NULL;    }}

6、取队头元素

QDataType QueueFront(Queue* q){    assert(q);    assert(!QueueEmpty(q));    return q->_front->_data;}

7、取队尾操作

QDataType QueueBack(Queue* q){    assert(q);    assert(!QueueEmpty(q));    return q->_rear->_data;}

8、队中有效元素个数

int QueueSize(Queue* q){    assert(q);    int size = 0;    QNode* cur = q->_front;    while (cur)     {        size++;        cur = cur->_next;    }    return size;}

循环队列

循环队列的定义

循环队列就是将队列存储空间的最后一个位置绕到第一个位置，形成逻辑上的环状空间，供队列循环使用。在循环队列结构中，当存储空间的最后一个位置已被使用而再要进入队运算时，只需要存储空间的第一个位置空闲，便可将元素加入到第一个位置，即将存储空间的第一个位置作为队尾。循环队列可以更简单防止伪溢出的发生，但队列大小是固定的。在循环队列中，当队列为空时，有front=rear，而当所有队列空间全占满时，也有front=rear。为了区别这两种情况，规定循环队列最多只能有MaxSize-1个队列元素，当循环队列中只剩下一个空存储单元时，队列就已经满了。因此，队列判空的条件是front=rear，而队列判满的条件是front=（rear+1)%MaxSize。

循环队列的空间可以重复利用，解决了普通队列的空间浪费问题

循环队列的实现

typedef struct {    int *a;    int front;    int tail;    int k;} MyCircularQueue;//提前声明判空判满bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj);bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj);//创建循环队列MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {    MyCircularQueue* cq=(MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));    cq->a=(int*)malloc(sizeof(int)*(k+1));    cq->front=cq->tail=0;    cq->k=k;    return cq;}//循环队列入队bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {    if(myCircularQueueIsFull(obj)){        return false;    }    obj->a[obj->tail]=value;    obj->tail++;    obj->tail%=(obj->k+1);    return true;}//循环队列出队bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {    if(myCircularQueueIsEmpty(obj)){        return false;    }    obj->front++;    obj->front%=(obj->k+1);    return true;}//循环队列取队头int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {    if(myCircularQueueIsEmpty(obj)){        return -1;    }    return obj->a[obj->front];}//循环队列取队尾int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {    if(myCircularQueueIsEmpty(obj)){        return -1;    }    int i=(obj->tail+obj->k)%(obj->k+1);    return obj->a[i];}//循环队列判空bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {    return obj->front==obj->tail;}//循环队列判满bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {    return (obj->tail+1)%(obj->k+1)==obj->front;}//销毁循环队列void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {    free(obj->a);    free(obj);}

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