队列的定义与实现(C语言实现)
小时候,我们做早操的时候或者军训的时候,都排成一列,有头有尾。假设你迟到了,只能站到最后面一个,退场的时候,都是由第一个先走的。这就是队列雏形。
队列的定义
队列是一种特殊的线性表
队列仅在线性表的两端进行操作
队头(Front):取出数据元素的一端
队尾(Rear):插入数据元素的一端
队列不允许在中间部位进行操作!
队列实质上也就是线性表的一种特殊操作形式,在头部删除,获取,在尾部添加。跟栈基本类似,换烫不换药。具体可以参考
与栈一样,队列同样具备线性和链式两种结构,分别如下:
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队列的线性形式:
队列的线性形式本质上就是顺序线性表,这里同样采用代码复用的方式,关于顺序线性表的代码就不贴了,具体可以参阅顺序线性表的实现及操作(C语言实现)
头文件:
#ifndef _SEQQUEUE_H_ #define _SEQQUEUE_H_ typedef void SeqQueue; SeqQueue* SeqQueue_Create(int capacity); void SeqQueue_Destroy(SeqQueue* queue); void SeqQueue_Clear(SeqQueue* queue); int SeqQueue_Append(SeqQueue* queue, void* item); void* SeqQueue_Retrieve(SeqQueue* queue); void* SeqQueue_Header(SeqQueue* queue); int SeqQueue_Length(SeqQueue* queue); int SeqQueue_Capacity(SeqQueue* queue); #endif
源文件:
// 线性队列.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 // #include "stdafx.h" #include "SeqList.h" #include "SeqQueue.h" #include <stdlib.h> SeqQueue* SeqQueue_Create(int capacity) { return SeqList_Create(capacity); } void SeqQueue_Destroy(SeqQueue* queue) { SeqList_Destroy(queue); } void SeqQueue_Clear(SeqQueue* queue) { SeqList_Clear(queue); } //在尾部插入 int SeqQueue_Append(SeqQueue* queue, void* item) { return SeqList_Insert(queue, item, SeqList_Length(queue)); } //删除头部 void* SeqQueue_Retrieve(SeqQueue* queue) { return SeqList_Delete(queue, 0); } //获得头部 void* SeqQueue_Header(SeqQueue* queue) { return SeqList_Get(queue, 0); } int SeqQueue_Length(SeqQueue* queue) { return SeqList_Length(queue); } int SeqQueue_Capacity(SeqQueue* queue) { return SeqList_Capacity(queue); } int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { SeqQueue* queue = SeqQueue_Create(20); int a[10] = {0}; int i = 0; for(i=0; i<10; i++) { a[i] = i + 1; SeqQueue_Append(queue, a + i); } printf("Header: %d\n", *(int*)SeqQueue_Header(queue)); printf("Length: %d\n", SeqQueue_Length(queue)); printf("Capacity: %d\n", SeqQueue_Capacity(queue)); while( SeqQueue_Length(queue) > 0 ) { printf("Retrieve: %d\n", *(int*)SeqQueue_Retrieve(queue)); } SeqQueue_Destroy(queue); system("pause"); return 0; }
运行结果:
Header: 1 Length: 10 Capacity: 20 Retrieve: 1 Retrieve: 2 Retrieve: 3 Retrieve: 4 Retrieve: 5 Retrieve: 6 Retrieve: 7 Retrieve: 8 Retrieve: 9 Retrieve: 10 请按任意键继续. . .
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队列的链式实现:
同样,队列的链式实现本质上就是链式线性表,关于链表的代码请参阅:链表的实现与操作(C语言实现)
头文件:
#ifndef _LINKQUEUE_H_ #define _LINKQUEUE_H_ typedef void LinkQueue; LinkQueue* LinkQueue_Create(); void LinkQueue_Destroy(LinkQueue* queue); void LinkQueue_Clear(LinkQueue* queue); int LinkQueue_Append(LinkQueue* queue, void* item); void* LinkQueue_Retrieve(LinkQueue* queue); void* LinkQueue_Header(LinkQueue* queue); int LinkQueue_Length(LinkQueue* queue); #endif
源文件:
// 链式队列.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 // #include "stdafx.h" #include "LinkList.h" #include "LinkQueue.h" #include <malloc.h> #include <stdlib.h> int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { LinkQueue* queue = LinkQueue_Create(); int a[10] = {0}; int i = 0; for(i=0; i<10; i++) { a[i] = i + 1; LinkQueue_Append(queue, a + i); } printf("Header: %d\n", *(int*)LinkQueue_Header(queue)); printf("Length: %d\n", LinkQueue_Length(queue)); while( LinkQueue_Length(queue) > 0 ) { printf("Retrieve: %d\n", *(int*)LinkQueue_Retrieve(queue)); } LinkQueue_Destroy(queue); system("pause"); return 0; } typedef struct _tag_LinkQueueNode { LinkListNode header; void* item; } TLinkQueueNode; LinkQueue* LinkQueue_Create() { return LinkList_Create(); } void LinkQueue_Destroy(LinkQueue* queue) { LinkQueue_Clear(queue); LinkList_Destroy(queue); } void LinkQueue_Clear(LinkQueue* queue) // O(n) { while( LinkQueue_Length(queue) > 0 ) { LinkQueue_Retrieve(queue); } } //在尾部添加 int LinkQueue_Append(LinkQueue* queue, void* item) { TLinkQueueNode* node = (TLinkQueueNode*)malloc(sizeof(TLinkQueueNode)); int ret = (item != NULL) && (node != NULL); if( ret ) { node->item = item; ret = LinkList_Insert(queue, (LinkListNode*)node, LinkList_Length(queue)); } if( !ret ) { free(node); } return ret; } //删除头部 void* LinkQueue_Retrieve(LinkQueue* queue) { TLinkQueueNode* node = (TLinkQueueNode*)LinkList_Delete(queue, 0); void* ret = NULL; if( node != NULL ) { ret = node->item; free(node); } return ret; } //获得头 void* LinkQueue_Header(LinkQueue* queue) { TLinkQueueNode* node = (TLinkQueueNode*)LinkList_Get(queue, 0); void* ret = NULL; if( node != NULL ) { ret = node->item; } return ret; } int LinkQueue_Length(LinkQueue* queue) { return LinkList_Length(queue); }
运行结果:
Header: 1 Length: 10 Retrieve: 1 Retrieve: 2 Retrieve: 3 Retrieve: 4 Retrieve: 5 Retrieve: 6 Retrieve: 7 Retrieve: 8 Retrieve: 9 Retrieve: 10 请按任意键继续. . .
如有错误,望不吝指出。
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