第17课——队列的定义与实现

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！

队列的性质

队列的一些常用操作

创建队列

销毁队列

清空队列

进队列

出队列

获取队头元素

获取队列的长度

队列的顺序存储实现

代码实现

 复用前面的顺序表实现顺序队列

#include "SeqList.h"
#include "SeqQueue.h"

SeqQueue* SeqQueue_Create(int capacity) // O(1)
{
    return SeqList_Create(capacity);
}

void SeqQueue_Destroy(SeqQueue* queue) // O(1)
{
    SeqList_Destroy(queue);
}

void SeqQueue_Clear(SeqQueue* queue) // O(1)
{
    SeqList_Clear(queue);
}

int SeqQueue_Append(SeqQueue* queue, void* item) // O(1)
{
    return SeqList_Insert(queue, item, SeqList_Length(queue));
}

void* SeqQueue_Retrieve(SeqQueue* queue) // O(n)
{
    return SeqList_Delete(queue, 0);
}

void* SeqQueue_Header(SeqQueue* queue) // O(1) 
{
    return SeqList_Get(queue, 0);
}

int SeqQueue_Length(SeqQueue* queue) // O(1)
{
    return SeqList_Length(queue);
}

int SeqQueue_Capacity(SeqQueue* queue) // O(1)
{
    return SeqList_Capacity(queue);
}

main.c

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

int main(int argc, char *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);  //从队尾插入元素
    }
    
    printf("Header: %d
", *(int*)SeqQueue_Header(queue));
    printf("Length: %d
", SeqQueue_Length(queue));
    printf("Capacity: %d
", SeqQueue_Capacity(queue));
    
    while( SeqQueue_Length(queue) > 0 )
    {
        printf("Retrieve: %d
", *(int*)SeqQueue_Retrieve(queue));   //删除并打印
    }
    
    SeqQueue_Destroy(queue);
    
    return 0;
}

 运行结果

队列的链式存储实现

代码实现

 复用前面的线性表的链式存储代码

#include <malloc.h>
#include <stdio.h>
#include "LinkList.h"
#include "LinkQueue.h"

typedef struct _tag_LinkQueueNode
{
    LinkListNode header;
    void* item;
} TLinkQueueNode;

LinkQueue* LinkQueue_Create() // O(1)
{
    return LinkList_Create();
}

void LinkQueue_Destroy(LinkQueue* queue) // O(n)
{
    LinkQueue_Clear(queue);
    LinkList_Destroy(queue);
}

void LinkQueue_Clear(LinkQueue* queue) // O(n)
{
    while( LinkQueue_Length(queue) > 0 )
    {
        LinkQueue_Retrieve(queue);
    }
}

int LinkQueue_Append(LinkQueue* queue, void* item) // O(n)
{
    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;
}

void* LinkQueue_Retrieve(LinkQueue* queue) // O(1)
{
    TLinkQueueNode* node = (TLinkQueueNode*)LinkList_Delete(queue, 0);
    void* ret = NULL;
    
    if( node != NULL )
    {
        ret = node->item;
        
        free(node);
    }
    
    return ret;
}

void* LinkQueue_Header(LinkQueue* queue) // O(1)
{
    TLinkQueueNode* node = (TLinkQueueNode*)LinkList_Get(queue, 0);
    void* ret = NULL;
    
    if( node != NULL )
    {
        ret = node->item;
    }
    
    return ret;
}

int LinkQueue_Length(LinkQueue* queue) // O(1)
{
    return LinkList_Length(queue);
}

main.c

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

int main(int argc, char *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
", *(int*)LinkQueue_Header(queue));
    printf("Length: %d
", LinkQueue_Length(queue));
    
    while( LinkQueue_Length(queue) > 0 )
    {
        printf("Retrieve: %d
", *(int*)LinkQueue_Retrieve(queue));
    }
    
    LinkQueue_Destroy(queue);
    
    return 0;
}

运行结果

总结