队列的接口实现（附图解和源码）

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前言

本文主要介绍对列中增删查改等接口实现，结尾附总源码！

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一、定义结构体

在这里我们用链表的结构实现队列！（效率比数组高）

这里和单链表不同的是：需要定义两个结构体！一个表示链式结构队列，另一个是队列的结构。

代码如下（示例）：

typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{struct QueueNode* next;QDataType data;
}QNode;
typedef struct Queue
{QNode* head;QNode* tail;int size;
}Queue;

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二、接口实现（附图解+源码）

这里一共8个接口，我会一 一 实现（源码+图解）

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1.初始化队列

初始化队列和单链表初始化时一致，详细的可以参考单链表初始化！

代码如下（示例）：

void QueueInit(Queue* pq)
{assert(pq);pq->head = pq->tail = NULL;pq->size = 0;
}

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2.销毁队列

最后不要忘了把pq->head和pq->tail置为NULL

代码如下（示例）：

void QueueDestroy(Queue* pq)
{assert(pq);QNode* cur = pq->head;while (cur){QNode* del = cur;cur = cur->next;free(del);}pq->head = pq->tail = NULL;
}

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3.队尾入队列

先用 malloc 开辟一个 newnode 空间！

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代码如下（示例）：

void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{assert(pq);QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));if (newnode == NULL){perror("malloc fail");exit(-1);}else{newnode->data = x;newnode->next = NULL;}if (pq->tail == NULL){pq->head = pq->tail = newnode;}else{pq->tail->next = newnode;pq->tail = newnode;}pq->size++;
}

既然要不断判断链表是否为空，我们应该写一个 判断队列是否为空的函数。

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4.判断队列是否为空

如果为空返回非零结果，如果非空返回0

代码如下（示例）：

bool QueueEmpty(Queue* pq)
{assert(pq);return pq->head == NULL && pq->tail == NULL;
}

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5.队头出队列

注意：删除头对列时要注意队列可以为空，所以用assert进行断言！

这里也分两种情况：1.队列只有一个结点，2.队列有两个以上的结点。

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6.获取队列头部元素

直接返回 pq->head->data 即可。

代码如下（示例）：

QDataType QueueFront(Queue* pq)
{assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));return pq->head->data;
}

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7.获取队列尾部元素

直接返回 pq->tail->data 即可。

代码如下（示例）：

QDataType QueueBack(Queue* pq)
{assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));return pq->tail->data;
}

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8.获取队列中有效元素个数

直接返回 pq->size 即可

代码如下（示例）：

int QueueSize(Queue* pq)
{assert(pq);return pq->size;
}

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如果我们没有在结构体中定义 size 应该怎么做?

代码如下（示例）：

int QueueSize(Queue* pq)
{assert(pq);QNode* cur = pq->head;int n = 0;while (cur){++n;cur = cur->next;}return n;
}

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三、源代码展示

1.test.c（测试+主函数）

代码如下（示例）：

//#include <stdio.h>
//
//int f(int n)
//{
//	return n == 1 ? 1 : f(n - 1) + n;
//}
//
//int main()
//{
//	printf("%d\n", f(10000));
//	
//	return 0;
//}
#include <stdio.h>
#include "Stack.h"
#include "Queue.h"
// 解耦 -- 低耦合 高内聚
// 数据结构建议不要直接访问结构数据，一定要通过函数接口访问
void TestStack()
{ST st;StackInit(&st);StackPush(&st, 1);StackPush(&st, 2);StackPush(&st, 3);printf("%d ", StackTop(&st));StackPop(&st);printf("%d ", StackTop(&st));StackPop(&st);StackPush(&st, 4);StackPush(&st, 5);while (!StackEmpty(&st)){printf("%d ", StackTop(&st));StackPop(&st);}printf("\n");
}
void TestQueue()
{Queue q;QueueInit(&q);QueuePush(&q, 1);QueuePush(&q, 2);QueuePush(&q, 3);printf("%d ", QueueFront(&q));QueuePop(&q);printf("%d ", QueueFront(&q));QueuePop(&q);QueuePush(&q, 4);QueuePush(&q, 4);QueuePush(&q, 4);while (!QueueEmpty(&q)){printf("%d ", QueueFront(&q));QueuePop(&q);}printf("\n");QueueDestroy(&q);
}
int main()
{//TestStack();TestQueue();return 0;
}

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2.Queue.h（接口函数的声明）

代码如下（示例）：

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <stdbool.h>
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{struct QueueNode* next;QDataType data;
}QNode;
typedef struct Queue
{QNode* head;QNode* tail;int size;
}Queue;void QueueInit(Queue* pq);//初始化队列
void QueueDestroy(Queue* pq);//销毁队列
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);//队尾入队列
void QueuePop(Queue* pq);//队头入队列
QDataType QueueFront(Queue* pq);//获取队列头部元素
QDataType QueueBack(Queue* pq);//获取队列尾部元素
bool QueueEmpty(Queue* pq);//判断队列是否为空
int QueueSize(Queue* pq);//获取队列中有效元素个数

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3.Queue.c（接口函数的实现）

代码如下（示例）：

#include "Queue.h"
void QueueInit(Queue* pq)
{assert(pq);pq->head = pq->tail = NULL;pq->size = 0;
}
void QueueDestroy(Queue* pq)
{assert(pq);QNode* cur = pq->head;while (cur){QNode* del = cur;cur = cur->next;free(del);}pq->head = pq->tail = NULL;
}
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{assert(pq);QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));if (newnode == NULL){perror("malloc fail");exit(-1);}else{newnode->data = x;newnode->next = NULL;}if (pq->tail == NULL){pq->head = pq->tail = newnode;}else{pq->tail->next = newnode;pq->tail = newnode;}pq->size++;
}
void QueuePop(Queue* pq)
{assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));if (pq->head->next == NULL){free(pq->head);pq->head = pq->tail = NULL;}else{QNode* del = pq->head;pq->head = pq->head->next;free(del);del = NULL;}pq->size--;
}
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));return pq->head->data;
}
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));return pq->tail->data;
}
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{assert(pq);return pq->head == NULL && pq->tail == NULL;
}
int QueueSize(Queue* pq)
{assert(pq);/*QNode* cur = pq->head;int n = 0;while (cur){++n;cur = cur->next;}return n;*/return pq->size;
}

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总结

以上就是今天要讲的内容，本文介绍了队列8种接口的模拟实现的图解+源代码
如果我的博客对你有所帮助记得三连支持一下，感谢大家的支持！