数据结构 - 队列（一）

队列的定义

• 什么是队列呢？

限定在线性表的一端（表尾）进行插入
在线性表的另一端（表头）进行删除
在队列中允许插入的一端叫队尾（rear)
允许删除的一端叫队头（front)
所以：对尾插入 队头删除

• 队列的特点

队列也是一种线性结构
对队列的操作按照“先进先出”的原则进行

取队头

读取非空队列中的队头元素

入队

向队列中插入一个新的元素，新插入的元素为队尾

出队

非空队列中，删除队头元素，其直接后继为新队头

队列的存储结构

循环队列

用一组地址连续的存储单元依次存放自队头到队尾的数据元素
注意： 需要设置队头和队尾位置标志

链队列

利用链表存储队列中队头到队尾的数据元素
注意：队头指针指向队头，队尾指针指向队尾

链队列的表示和实现

用链表表示的队列称为链队列。也就是用带头结点的单链表存储数据。设置头指针front指向头结点，设置尾指针rear指向尾结点

链队列结点类型

typedef   struct  QNode{
    ElemType   data;
    struct QNode  *next;
} QNode, *QueuePtr;

链队列类型

typedef struct { 
    QueuePtr  front;    
    QueuePtr  rear;
} LinkQueue;

链队列的基本形态

空队列

Q.front==Q.rear

非空队列

注意： 带头结点的链队列中，非空队列中，队头指针指向头结点，队尾指针指向队尾结点。空队列中，队头指针和队尾指针均指向头结点

链队列的基本操作

初始化为空队列

Q.front = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
Q.rear = Q.front ;
Q.front->next = NULL;

销毁队列

while(Q.front){
    Q.rear=Q.front->next;
    free(Q.front);
        Q.front=Q.rear;
}

入队

p = (QueuePtr) malloc (sizeof (QNode));
if (!p)  exit (OVERFLOW);   //存储分配失败
p->data = e;  
p->next = NULL;
Q.rear->next = p;   
Q.rear = p;

出队

if (Q.front == Q.rear)    return ERROR;
p = Q.front->next;  
e = p->data;
Q.front->next = p->next;
if (Q.rear == p)      
    Q.rear = Q.front;
free (p);

注意：

一般情况下，删除队列首元素时仅需修改头结点中的指针，但当队列中最后一个元素被删除后，需要对队尾指针重新赋值（指向头结点）