数据结构-------队列

队列的概念及结构

队列：只允许在一端进行插入数据操作，在另一端进行删除数据操作的特殊线性表，队列具有先进先出
FIFO(First In First Out) 入队列：进行插入操作的一端称为队尾 出队列：进行删除操作的一端称为队头

队列实现

队列也可以数组和链表的结构实现，使用链表的结构实现更优一些，因为如果使用数组的结构，出队列在数
组头上出数据，效率会比较低。

与栈类似，可以把声明与定义分开
头文件.h

#include
#include
#include
#include
#include

typedef int QDataType;

typedef struct QueueNode
{
	struct QueueNode* next;
	QDataType val;
}QNode;

typedef struct Queue
{
	QNode* phead;//头节点指针
	QNode* ptail;//结尾节点指针
	int size;
}Queue;
//接口
void QueueInit(Queue* pq);
void QueueDestroy(Queue* pq);

// 队尾插入
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
// 队头删除
void QueuePop(Queue* pq);

// 取队头和队尾的数据
QDataType QueueFront(Queue* pq);
QDataType QueueBack(Queue* pq);

int QueueSize(Queue* pq);
bool QueueEmpty(Queue* pq);

实现文件.c（接口实现）

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

// 队尾插入
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
	assert(pq);
	QNode* new = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	if (new == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		return;
	}
	new->next = NULL;
	new->val = x;
	if (pq->phead == NULL)//链表为空
	{
		pq->phead = pq->ptail = new;
		pq->size++;
	}
	else//有多个节点
	{
		pq->ptail->next = new;
		pq->ptail = new;
		pq->size++;
	}
}
// 队头删除
void QueuePop(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->size != 0);
	if (pq->phead->next == NULL)
	{
		free(pq->phead);
		pq->phead = pq->ptail = NULL;
		pq->size--;
	}
	else
	{
		Queue* cur = pq->phead->next;
		free(pq->phead);
		pq->phead = cur;
		pq->size--;
	}
}

// 取队头和队尾的数据
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->size != 0);
	return pq->phead->val;
}
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->size != 0);
	return pq->ptail->val;
}

int QueueSize(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	return pq->size;
}
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	return pq->size == 0;
}

练习

1、用队列实现栈链接: 用队列实现栈链接

首先实现一个队列，然后在构建俩个队列，俩个队列互相导数据

//队列


-----------------------------------------------
typedef struct {
    Queue q1;
    Queue q2;

} MyStack;


MyStack* myStackCreate() {
    MyStack* p = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
    QueueInit(&p->q1);
    QueueInit(&p->q2);
    return p;
}

void myStackPush(MyStack* obj, int x)
{
    if (QueueEmpty(&obj->q1) && QueueEmpty(&obj->q2))//俩个都为空
    {
        QueuePush(&(obj->q1), x);
    }
    else if (!QueueEmpty(&obj->q1))//向有数据的队列插入数据
    {
        QueuePush(&(obj->q1), x);
    }
    else
    {
        QueuePush(&(obj->q2), x);
    }
}

int myStackPop(MyStack* obj)
{
    Queue* empty = &obj->q1;
    Queue* noempty = &obj->q2;
    if (QueueEmpty(&obj->q2))
    {
        empty = &obj->q2;
        noempty = &obj->q1;
    }
    while (QueueSize(noempty) > 1)
    {
        QueuePush(empty, QueueFront(noempty));
        QueuePop(noempty);
    }
    int ret = QueueFront(noempty);
    QueuePop(noempty);
    return ret;
}

int myStackTop(MyStack* obj) {
    if (QueueEmpty(&obj->q2))
    {
        return QueueBack(&obj->q1);
    }
    else
    {
        return QueueBack(&obj->q2);
    }
}

bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
    return QueueEmpty(&obj->q1) && QueueEmpty(&obj->q2);

}

void myStackFree(MyStack* obj)
{
    QueueDestroy(&(obj->q2));
    QueueDestroy(&(obj->q1));
    free(obj);
}