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c语言实现循环队列和链式队列

2017-08-25

c语言实现循环队列和链式队列。队列与栈不同,队列必须是先进先出(first in first out),而栈是后进先出的(last in first out)。链式队列与单链表的区别是,链式队列不能随意的增加,删除,以及读取队列中间的某一个数据。

队列与栈不同,队列必须是先进先出(first in first out),而栈是后进先出的(last in first out)

链式队列与单链表的区别是,链式队列不能随意的增加,删除,以及读取队列中间的某一个数据。

循环队列

采用牺牲一个存储单元的方法。

front = rear表示队列空

(rear + 1) % MaxSize = front表示队列满

例如:

rear = 4 front =0 5的位置为空的储存单元,这个时候队列满

typedef struct{
    ElemType data[MaxSize];
    int front, rear;
}SqQueue;

void InitQueue(SqQueue * Q);
int QueueEmpty(SqQueue Q);
int EnQueue(SqQueue * Q, ElemType e);
int DeQueue(SqQueue * Q, ElemType * e);
int GetHead(SqQueue * Q, ElemType * e);
int ElemNumber(SqQueue Q);

具体函数实现:

void InitQueue(SqQueue * Q){
    Q->front = Q->rear = 0;
}

int QueueEmpty(SqQueue Q){
    if(Q.front == Q.rear) return 1;
    return 0;
}

int EnQueue(SqQueue * Q, ElemType e){
    if((Q->rear + 1) % MaxSize == Q->front){
        printf("queue is full!");
        return 0;}//队列满,牺牲一个存储单元
    Q->data[Q->rear] = e;
    Q->rear = (Q->rear+1) % MaxSize;
    return 1;
}

int DeQueue(SqQueue * Q, ElemType * e){
    if(QueueEmpty(* Q)) return 0;
    * e = Q->data[Q->front];
    Q->front = (Q->front + 1) % MaxSize;
    return 1;
}

int ElemNumber(SqQueue Q){
    return ((Q.rear + MaxSize - Q.front) % MaxSize);
}

链式队列

适合于数据元素变动比较大的情形,而且不会存在队列满产生溢出的问题。
带头结点的链式队列比较简单,插入和删除比较简单
初始,front rear指向头结点。

typedef struct LinkNode{
    ElemType data;
    struct LinkNode * next;
}LinkNode;
typedef struct{
    LinkNode * front, * rear;
}LinkQueue;

void InitListQueue(LinkQueue * Q);
int ListQueueEmpty(LinkQueue Q);
int EnListQueue(LinkQueue * Q, ElemType e);
int DeListQueue(LinkQueue * Q, ElemType * e);
插入的时候,将新建的节点插入到头结点的后一个节点,使用rear指向这个结点,这个结点的next为空 删除的时候,由于是FIFO,刚刚进来的元素插入到了front的后面,因此删除时候,删除front的next节点。特别需要注意的是,当只有一个节点的时候,删除了队列为空,需要将rear = front
void InitListQueue(LinkQueue * Q){
    Q->front = Q->rear = (LinkNode *)malloc(sizeof(LinkNode));
    Q->front->next = NULL;
}

int ListQueueEmpty(LinkQueue Q){
    if(Q.front == Q.rear) return 1;
    return 0;
}

int EnListQueue(LinkQueue * Q, ElemType e){
    LinkNode * p = (LinkNode *)malloc(sizeof(LinkNode));
    p->data = e;
    p->next = NULL;
    Q->rear->next = p;
    Q->rear = p;
    return 1;
}

int DeListQueue(LinkQueue * Q, ElemType * e){
    if(Q->front == Q->rear) return 0;
    LinkNode * p = Q->front->next;
    * e = p->data;
    Q->front->next = p->next;
    if(p == Q->rear) Q->front = Q->rear;//如果队列中只有一个节点,那么变为空
    free(p);
    return 1;
}

测试队列的简单主程序

int main(int argc, const char * argv[]) {
    SqQueue Q;
    InitQueue(& Q);
    printf("front:%d,rear:%d\n", Q.front, Q.rear);
    printf("Empty:%d\n",QueueEmpty(Q));
    EnQueue(& Q, 1);
    printf("front:%d,rear:%d\n", Q.front, Q.rear);
    printf("Empty:%d\n",QueueEmpty(Q));
    EnQueue(& Q, 2);
    EnQueue(& Q, 3);
    EnQueue(& Q, 4);
    printf("front:%d,rear:%d\n", Q.front, Q.rear);
    printf("Empty:%d\n",QueueEmpty(Q));
    printf("ElemNumber:%d\n",ElemNumber(Q));
    int e;
    DeQueue(& Q, & e);
    printf("DeNumber:%d\n",e);
    printf("ElemNumber:%d\n",ElemNumber(Q));
    printf("front:%d,rear:%d\n", Q.front, Q.rear);
    EnQueue(& Q, 5);
    printf("ElemNumber:%d\n",ElemNumber(Q));
    printf("front:%d,rear:%d\n", Q.front, Q.rear);
    return 0;
}
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