C语言数据结构不挂科指南之队列详解

2022-11-13 17:11:13 队列数据结构详解

队列

这篇博客主要介绍一下队列的概念，并且采用 C 语言，编写两种存储实现方式：顺序存储和链式存储，当然还有常规的队列基本操作的实现算法

队列基本概念

标准解释：队列（Queue）是有限个**同类型数据元素的线性序列，是一种先进先出**（First In First Out FIFO）的线性表，新键入的数据元素插在队列尾端，出队列的数据元素在队列首部被删除。

教材中给了一个示意图，不错

顺序队列结构类型中有三个域：data、front、rear。

data:一维数组，存储队列中的数据元素 font：指向队列首元素的前一个单元 rear：指向实际的队列尾元素单元

参考示意图

入队列操作可以用两条赋值语句

SQ.rear = SQ.rear+1;
SQ.data[SQ.rear] = x;

出队列操作可以用一条语句完成

SQ.front = SQ.front+1

但是，会出现一些问题，通过示意图说明一下

当然还有一种情况，一边入队列，一边出队列注意下图，SQ.front 下面还有空间

所以为了解决这种假溢出问题，聪明的开发人员，想出来新的解决办法了，造一个环儿~

循环队列

下面看一个图，重点看一下 SQ.rear 与 SQ.front 的对应位置

如果上述图翻译成 C 语言代码，入队核心逻辑为

SQ.rear = (SQ.rear+1) % maxsize ;
SQ.data[SQ.rear] = x;

出队列的核心逻辑为

SQ.front = (SQ.front+1)%maxsize;

你在学习的时候，肯定对SQ.rear+1和SQ.front+1有疑问

我们举例来说明一下吧

顺序队列的 C 语言实现

接下来难度指数上升，开始用 C 语言编写代码吧

一顿操作之后，还是比较简单的，总之不写链式存储，顺序的还是比较简单的

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

//循环队列最大数据元素个数
const int maxsize = 8;

//循环队列的结构体
typedef struct cycqueue{
    int *data;
    int front,rear;
} CycQue;


//队列初始化
void init(CycQue *CQ){
    CQ->data = (int *)malloc(maxsize*sizeof(int));
    CQ->front = 0;
    CQ->rear = 0;
}


//判断队列是否为空
int empty(CycQue *CQ){
    if(CQ->rear==CQ->front) return 1;
    else return 0;
}


//入队列
int EnQueue(CycQue *CQ,int x){
    if((CQ->rear+1)%maxsize==CQ->front){
        printf("队列满");
        return 0;
    }
    else{
        CQ->rear =(CQ->rear+1) % maxsize;
        CQ->data[CQ->rear] = x;
        return 1;
    }

}

//出队列
int OutQueue(CycQue *CQ){
    if(empty(CQ)){
        printf("队列为空");
        return 0;
    }
    else{
        CQ->front = (CQ->front+1) % maxsize;
        return 1;

    }

}

int main()
{
    CycQue CQ;
    init(&CQ);

    EnQueue(&CQ,2);
    EnQueue(&CQ,4);
    printf("%d",CQ.rear);
    OutQueue(&CQ);
    printf("%d",CQ.front);
    return 0;
}

链式队列的 C 语言实现

链式队列其实有之前的经验之后，写起来难度系数也不会太高，接下来我们编写一个核心的部分代码

队列的链接实现实际上是用一个带有头结点的单链表来表示队列，成为链队列头指针指向链表的头结点单链表的头结点的 next 域指向队列首结点尾指针指向队列尾结点，即单链表的最后一个结点

初始化

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct LinkQueuenode{
	int *data;
	struct LinkQueueNode *next;
} LkQueNode;

typedef struct LkQueue{
    LkQueNode *front,*rear;
} LkQue;


void init(LkQue *LQ){
    LkQueNode *temp;
    temp = (LkQueNode *)malloc(sizeof(LkQueNode)); //生成队列的头结点
    LQ->front = temp;    //队列头指针指向队列头结点
    LQ->rear = temp;     //队列尾指针指向队列尾结点
    (LQ->front)->next = NULL;

}

核心两个操作入队列和出队列

入队列代码如下

//入队列
void EnQueue(LkQue *LQ,int x){

    LkQueNode *temp;
    temp = (LkQueNode *)malloc(sizeof(LkQueNode));
    temp->data = x;
    temp-next = NULL;
    (LQ->rear)->next = temp;
    LQ->rear = temp;
}

出队列这个事情就交给你自己吧，好好理解一下，就可以写出来了

自考要点

在考试中，队列容易出现编码题目，占比在 7~10 分，所以还是蛮重要的呢！

到此这篇关于C语言数据结构不挂科指南之队列详解的文章就介绍到这了,更多相关C语言队列内容请搜索以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持！

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