[数据结构与算法] : 队列

头文件

typedef int ElementType;

#ifndef _QUEUE_H_
#define _QUEUE_H_

struct QueueRecord;
typedef struct QueueRecord *Queue;

int IsEmpty(Queue Q);
int IsFull(Queue Q);
Queue CreateQueue(int MaxElements);
void DisposeQueue(Queue Q);
void MakeEmpty(Queue Q);
void Enqueue(ElementType X, Queue Q);
ElementType Front(Queue Q);
void Dequeue(Queue Q);
ElementType FrontAndDequeue(Queue Q);

#endif

fatal.h如下

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

#define Error( Str )        FatalError( Str )
#define FatalError( Str )   fprintf( stderr, "%s
", Str ), exit( 1 )

源文件

#include "queue.h"
#include <malloc.h>
#include "fatal.h"

#define MinQueueSize (5)

struct QueueRecord
{
    int Capacity; // 容量
    int Front;    // 队头, 出队--
    int Rear;     // 队尾, 进队++
    int Size;     // 队列实际长度
    ElementType *Array; // 动态数组
};

int IsEmpty(Queue Q)
{
    return Q->Size == 0;
}

int IsFull(Queue Q)
{
    return Q->Size == Q->Capacity;
}

// 创建队列: 1. 建队列节点, 2. 为队列分配内存
Queue CreateQueue(int MaxElements)
{
    if(MaxElements < MinQueueSize)
        Error("Queue size is too small!");

    Queue Q = (Queue)malloc( sizeof(struct QueueRecord) );
    if(Q == NULL)
        FatalError("Out of space!");
    Q->Array = (ElementType*)malloc( sizeof(ElementType) * MaxElements );

    if(Q->Array == NULL)
        FatalError("Out of space!");
    Q->Capacity = MaxElements; // 非常重要
    MakeEmpty(Q);

    return Q;
}

void DisposeQueue(Queue Q)
{
    if(Q != NULL)
    {
        free(Q->Array);
        free(Q);
    }
}

// 清空状态, Front = 1, Rear = 0, size = 0
void MakeEmpty(Queue Q)
{
    if(Q == NULL)
        FatalError("Create queue first!");
    Q->Size = 0;
    Q->Front = 1;
    Q->Rear = 0;
}

// 进队, 先++下标, 再存放元素
void Enqueue(ElementType X, Queue Q)
{
    if( IsFull(Q) )
        Error("Queue is full!");
    else
    {
        ++Q->Size;
        Q->Rear = (Q->Rear + 1) % Q->Capacity;
        Q->Array[Q->Rear] = X;
    }
}

// Front所指即为队首
ElementType Front(Queue Q)
{
    if( IsEmpty(Q) )
        Error("Queue is empty!");
    return Q->Array[Q->Front];
}

// 出队
void Dequeue(Queue Q)
{
    if( IsEmpty(Q) )
        Error("Queue is empty!");
    --Q->Size;
    Q->Front = (Q->Front + 1) % Q->Capacity;
}

ElementType FrontAndDequeue(Queue Q)
{
    if( IsEmpty(Q) )
        Error("Queue is empty!");
    --Q->Size;
    ElementType Element = Q->Array[Q->Front];
    Q->Front = (Q->Front + 1) % Q->Capacity;
    return Element;
}

测试文件

#include <stdio.h>
#include "queue.h"

main( )
{
    Queue Q;
    int i;

    Q = CreateQueue( 12 );

    for( i = 0; i < 10; i++ )
        Enqueue( i, Q );

    while( !IsEmpty( Q ) )
    {
        printf( "%d
", Front( Q ) );
        Dequeue( Q );
    }
    for( i = 0; i < 10; i++ )
        Enqueue( i, Q );

    while( !IsEmpty( Q ) )
    {
        printf( "%d
", FrontAndDequeue( Q ) );
    }

    DisposeQueue( Q );
    return 0;
}