C/C++数据结构：队列结构最全解析！带你零基础入门队列结构

前言

上一章节针对于C语言栈结构作了解析，不清楚的能够回顾一下。

本章节主要针对于C语言的基础数据结构队列作以解析。

数据结构之队列

队列是一种特殊的 线性表 ，特殊之处在于它只容许在表的前端（front）进行删除操做，而在表的后端（rear）进行插入操做，和栈同样，队列是一种操做受限制的线性表。进行插入操做的端称为队尾，进行删除操做的端称为队头。

故队列基本操做以下：

（1）建立队列

（2）入队

（3）出队

（4）判断队列是否为NULL

（5）获取队头元素

数据结构之队列分类

根据队列实现方式与出队方式，咱们能够把栈分为如下三种描述方式：

（1）原生数组队列

（2）动态申请内存的数组描述(普通队列和循环队列）

（3）链式结构描述

优先队列

原生数组描述队列

数组描述栈，只不过多了先进先出的限制而已，它是静态分配的，即便用前，它的内存就已经以数组的形式分配好了，因此在使用时，须要注意队头队尾的标记。

原生数组描述队列实现试题案例:逆序整数

动态数组描述队列

动态申请内存的数组描述再也不采用上述实用性的方法了，而是经过封装相关队列函数去描述这种结构。这是写数据结构的一种大体方法。

1.结构体定义与队列的建立过程：

结构体定义:描述队列的属性：队头标记，队尾标记，队列空间

建立队列其实就是建立结构体变量

具体代码

ps:队头和队尾顶标记初始值通常都是-1 ，为了知足队列标记和数组下标一致

2.入队操做

注意: 咱们的实现是将最新的元素放在了数组的末尾, 那么数组末尾的元素就是咱们的队列队尾元素，故可使用队尾标记去计算队列中的元素个数。而后每次入队后，队尾标记日后移动。

具体实现代码：

3.出队操做和获取队头元素

注意: 出队操做应该是将队头元素删除,因为数组实现的队列没法删除，故只能把队头标记往队尾移动，简称为一种"伪删除"。

具体实现代码：

4.判断栈是否为空

用户判断栈中是否有元素，经过队尾和队头标记去作便可

具体实现代码：

动态申请内存的数组描述队列测试代码

ps:循环队列是经过取余造成的循环，这里不过多介绍，有兴趣的能够看看相关资料。

链式队列

链式队列： 链表的尾插法便可

具体实现源码献上

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct
{
  int data;
  struct Node* next;
}NODE,*LPNODE;

LPNODE createNode(int data)
{
  LPNODE newNode = (LPNODE)malloc(sizeof(NODE));
  newNode->data = data;
  newNode->next = NULL;
  return newNode;
}
typedef struct
{
  int queueSize;
  LPNODE frontNode;
  LPNODE tailNode;
}QUEUE,*LPQUEUE;
LPQUEUE createQueue()
{
  LPQUEUE queue = (LPQUEUE)malloc(sizeof(QUEUE));
  queue->queueSize = 0;
  queue->frontNode = NULL;
  queue->tailNode = NULL;
  return queue;
}
void push(LPQUEUE queue, int data)
{
  //无头表头链表的在封装法
  LPNODE newNode = createNode(data);
  if (queue->queueSize == 0)
  {
    queue->frontNode = newNode;
    queue->tailNode = newNode;
  }
  else
  {
    //无表头链表的表尾插入
    queue->tailNode->next = newNode;
    queue->tailNode = newNode;
  }
  queue->queueSize++;
}
//FILO  +FIFO
void pop(LPQUEUE queue)
{
  if (queue->queueSize != 0)
  {
    LPNODE nextNode = queue->frontNode->next;
    free(queue->frontNode); 
    queue->frontNode = nextNode;
    queue->queueSize--; 
  }
}
int front(LPQUEUE queue)
{
  return queue->frontNode->data;
}

int empty(LPQUEUE queue)
{
  return queue->queueSize==0;
}
int size(LPQUEUE queue)
{
  return queue->queueSize;
}

int main()
{
  LPQUEUE queue = createQueue();
  for (int i = 1; i <= 3; i++)
  {
    push(queue, i);
  }
  while (!empty(queue))
  {
    printf("%d\t", front(queue));
    pop(queue);
  }
  printf("\n");
  system("pause");
  return 0;
}

优先队列:根据优先权去决定你出队的元素，故数据中存在优先权衡量的值，相关实现代码以下：

#include <iostream>
#define MaxQueueSize 100    //队列的大小
//数据类型   数据自己  优先权
typedef int ElementType;  //定义数据类型地 别名
 
//数据 结构体
typedef struct 
{
  int priority;    //优先权---工做量
  ElementType element;//队列中的元素
}DataType;
 
//队列的结构体
typedef struct
{
  int size;
  //结构体的嵌套
  DataType Queue[MaxQueueSize];
}PriQueue;
//读取文件做业---调度读取
//队列操做
//初始化---初始化基本成员
//size   Queue
void InitQueue(PriQueue *Q)
{
  Q->size = 0;
}
//判断队列是否为空  NULL
//和它的初始化比较
int QueueEmpty(PriQueue *Q)
{
  // -> 指向运算符  C：结构体指针  C++： 类和结构体
  // :: 做用域限定符
  if (Q->size <= 0)
    return 0;   //标志
  else
    return 1;  //不为空
  //  return 0 函数结束
}
//入队 文件操做
int Push(PriQueue *Q, DataType data)
{
  //入队前判断是否满
  if (Q->size >= MaxQueueSize)
  {
    std::cout << "杯子已满，没法再倒水" << std::endl;
    return 0;
  }
  else
  {
    //Q->size=0;
    Q->Queue[Q->size] = data;
    //入队了队列长度就要增加
    Q->size++;
    return 1;
  }
 
}
//出队
int Pop(PriQueue *Q, DataType *A)
{
  DataType min;    //最小的开始，排序
  int minIndex = 0;
  //短做业优先法
  //喝水，先判断杯子有没有水
  if (Q->size <= 0)
  {
    std::cout << "为空，没法出队" << std::endl;
    return 0;
  }
  else
  {
    //假设第一个做业是最短的
    min = Q->Queue[0];  //1
    for (int i = 1; i < Q->size; i++)
    {
      //多了一个数据项  按照权值排序
      //0
      if (Q->Queue[i].priority < min.priority)
      {
        min = Q->Queue[i];
        minIndex = i;    //出队依据就是最小做业序号
      }
    }
    *A = Q->Queue[minIndex];
    //难点 
    //删除完数组后，后面的元素往前移动
    for (int i = minIndex + 1; i < Q->size; i++)
    {
      Q->Queue[i - 1] = Q->Queue[i];
      minIndex = i;
    }
    Q->size--;
    return 1;
  }
 
 
 
}
//获取队头元素
int GetQueue(PriQueue *Q, DataType *A)
{
  DataType min;    //最小的开始，排序
  int minIndex = 0;
  //短做业优先法
  //喝水，先判断杯子有没有水
  if (Q->size <= 0)
  {
    std::cout << "为空，没法出队" << std::endl;
    return 0;
  }
  else
  {
    //假设第一个做业是最短的
    min = Q->Queue[0];  //1
    for (int i = 1; i < Q->size; i++)
    {
      //多了一个数据项  按照权值排序
      //0
      if (Q->Queue[i].priority < min.priority)
      {
        min = Q->Queue[i];
        minIndex = i;    //出队依据就是最小做业序号
      }
    }
    *A = Q->Queue[minIndex];
    return 1;
  }
}

但愿对你们有帮助！

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