数据结构与算法-queue

队列和stack类似，stack是先进后出，而queue的先进先出，也是一种特殊的线性表

基本概念

概念

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

常用操作

• 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

#ifndef _MY_QUEUE_H_
#define _MY_QUEUE_H_

typedef void Queue;

Queue* Queue_Create();

void Queue_Destroy(Queue* queue);

void Queue_Clear(Queue* queue);

int Queue_Append(Queue* queue, void* item);

void* Queue_Retrieve(Queue* queue);

void* Queue_Header(Queue* queue);

int Queue_Length(Queue* queue);

#endif

队列的顺序存储设计与实现

(*.h)

#ifndef __MY_SEQQUEUE_H_
#define __MY_SEQQUEUE_H_

typedef void SeqQueue;

SeqQueue* SeqQueue_Create(int capacity);

void SeqQueue_Destroy(SeqQueue* queue);

void SeqQueue_Clear(SeqQueue* queue);

int SeqQueue_Append(SeqQueue* queue, void* item);

void* SeqQueue_Retrieve(SeqQueue* queue);

void* SeqQueue_Header(SeqQueue* queue);

int SeqQueue_Length(SeqQueue* queue);

int SeqQueue_Capacity(SeqQueue* queue);

#endif

(*.c)

#include <stdio.h>

#include "seqqueue.h"
#include "seqlist.h"

//创建队列，相当于创建一个线性表
SeqQueue* SeqQueue_Create(int capacity)
{
	return SeqList_Create(capacity);
}

void SeqQueue_Destroy(SeqQueue* queue)
{
	SeqList_Destroy(queue);
}

void SeqQueue_Clear(SeqQueue* queue)
{
	SeqList_Clear(queue);
}

//向队列中添加元素，相当于向线性表中，尾部插入元素
int SeqQueue_Append(SeqQueue* queue, void* item)
{
	return SeqList_Insert(queue, item, SeqList_Length(queue));
}

//从队列中删除元素，相当于从线性表中删除第一个元素
void* SeqQueue_Retrieve(SeqQueue* queue)
{
	return SeqList_Delete(queue, 0);
}

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

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

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

(test)

#include <stdio.h>

#include "seqqueue.h"

void main()
{
	int i, a[10];
	SeqQueue *queue = NULL;

	queue = SeqQueue_Create(10);

	//向队列中放元素
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		a[i] = i + 1;
		SeqQueue_Append(queue, &a[i]);
	}

	printf("the header of queue: %d 
", *((int *)SeqQueue_Header(queue)));
	printf("the length of queue: %d 
", SeqQueue_Length(queue));
	printf("the capacity of queue: %d 
", SeqQueue_Capacity(queue));

	//删除队列
	while (SeqQueue_Length(queue) > 0)
	{
		printf("%d 
", *((int *)SeqQueue_Retrieve(queue)));
	}

	SeqQueue_Destroy(queue);

	system("pause");
}

队列的链式存储设计与实现

(*.h)

#ifndef __MY_LINKQUEUE_H_
#define __MY_LINKQUEUE_H_

typedef void LinkQueue;

LinkQueue* LinkQueue_Create();

void LinkQueue_Destroy(LinkQueue* queue);

void LinkQueue_Clear(LinkQueue* queue);

int LinkQueue_Append(LinkQueue* queue, void* item);

void* LinkQueue_Retrieve(LinkQueue* queue);

void* LinkQueue_Header(LinkQueue* queue);

int LinkQueue_Length(LinkQueue* queue);

#endif

(*.c)

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

#include "linkqueue.h"
#include "linklist.h"

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

//创建一个队列，相当于创建一个线性表
LinkQueue* LinkQueue_Create() //O(1)
{
	return LinkList_Create();
}

void LinkQueue_Destroy(LinkQueue* queue) //O(1)
{
	LinkQueue_Clear(queue);
	LinkList_Destroy(queue);
}

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

//向队列中添加元素，相当于向队列的尾部插入元素
int LinkQueue_Append(LinkQueue* queue, void* item) //O(n)
{
	int					ret = 0;
	TLinkQueueNode *	node = NULL;
	//需要向linklist中添加业务节点，需要在业务节点中包含链表结点
	//需要让链表结点放在业务节点的第一个成员域。
	//把形参item，转换为 linklist识别的业务节点
	node = (TLinkQueueNode *)malloc(sizeof(TLinkQueueNode));
	if (node == NULL)
	{
		return -1;
	}
	memset(node, 0, sizeof(TLinkQueueNode));
	node->item = item;

	ret = LinkList_Insert(queue, (LinkListNode *)node, LinkList_Length(queue));
	if (ret != 0)
	{
		free(node);
		return -2;
	}

	return ret;
}

//从队列删除元素，相当于从队列的头部拿元素
void* LinkQueue_Retrieve(LinkQueue* queue) //O(1)
{
	int			ret = 0;
	void *		item = NULL;
	TLinkQueueNode *node = NULL;
	//需要向linklist中添加业务节点，需要在业务节点中包含链表结点
	node = (TLinkQueueNode *)LinkList_Delete(queue, 0);
	if (node == NULL)
	{
		return NULL;
	}
	item = node->item;
	if (node != NULL)
	{
		free(node);
		node = NULL;
	}
	return item;
}

//获取队列头元素，相当于从队列0位置拿元素
void* LinkQueue_Header(LinkQueue* queue) //O(1)
{
	int					ret = 0;
	void *				item = NULL;
	TLinkQueueNode *	node = NULL;
	node = (TLinkQueueNode *)LinkList_Get(queue, 0);
	if (node == NULL)
	{
		return NULL;
	}
	item = node->item;
	return item;
}

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

(test)

#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "stdlib.h"

#include "linkqueue.h"

void main(void)
{
	int i , a[10];
	LinkQueue* queue = NULL;

	queue = LinkQueue_Create();

	//向队列中添加元素
	for (i=0; i<10; i++)
	{
		a[i] = i + 1;
		LinkQueue_Append(queue, &a[i]);
	}

	//
	printf("the length of queue: %d 
", LinkQueue_Length(queue));
	printf("the header of queue: %d 
", *((int *)LinkQueue_Header(queue)));

	while (LinkQueue_Length(queue) > 0)
	{
		printf("%d 
", *((int *)LinkQueue_Retrieve(queue)));
	}

	LinkQueue_Destroy(queue);

	system("pause");
}