數據結構---順序隊列實現

原創

IT_xiaoye

2020-02-21 21:32

隊列即爲只允許在一端進行插入數據隊列，在另一端進行刪除數據操作的特殊線性表。但也有一些例外，如優先級隊列。

隊列具有先進先出的特性，即最先進入隊列的元素將被最先出隊列

有時也需要把進入隊列中的元素分優先級（比如線程調度），出隊列時首先選擇優先級最高的元素出隊列，對於優先級相同的元素則按照先進先出的原則出隊列

順序隊列很容易實現，主要是控制好頭和尾，通常用循環的方式實現，避免溢出的問題。基本操作同棧類似，具體注意的點我就在代碼中細說了

結構體聲明

typedef struct TreeNode* SeqQueueType;

//head作爲隊首，tail作爲隊尾
//插入數據時，tail向後移，從隊列裏刪除數據時，head往後移
//數據出隊列時其實並沒有真實的被刪除，而是隨着head的後移，之前的隊首元素不在有效範圍內了
//tail到了數組末尾時，檢查一下head是否表示的是數組(不是隊列)頭部，如果不是的話說明數組的頭部還可以插入數據
//作爲隊列的尾部。直到size等於數組的最大容量時，才說明隊列已經滿了
typedef struct SeqQueue{
    SeqQueueType data[SeqQueueMaxSize];
    size_t head;
    size_t tail;
    size_t size;
}SeqQueue;

基本操作函數聲明

//初始化                      
void SeqQueueInit(SeqQueue* seq);
//入隊列                      
void SeqQueuePush(SeqQueue* seq,SeqQueueType value);
//出隊列                      
void SeqQueuePop(SeqQueue* seq);
//取隊首元素                  
int SeqQueueGetTop(SeqQueue* seq,SeqQueueType* value);
//銷燬隊列                    
void SeqQueueDestroy(SeqQueue* seq);

注意，雖然我們實現順序隊列沒有在堆上開闢空間，但是我們依然需要一個銷燬函數，不光是爲了代碼工整，更多的是一個提示作用，在一個較大的項目中，如果每個部分都有明確的銷燬以及初始化體現，那麼就會大大提高代碼的可讀性，不至於還要區分半天，這也是種編程習慣，即使在這種小工作中也儘量要求自己保持一個好的編程習慣，不要偷工減料

初始化和銷燬（即使代碼一模一樣，也要區分開來寫）

 void SeqQueueInit(SeqQueue* seq)
  {
      if(seq==NULL)
      {
          //非法輸入
          return;
      }
      seq->head = 0;
      seq->tail = 0;
      seq->size = 0;
  }

  void SeqQueueDestroy(SeqQueue* seq)
  {
      if(seq==NULL)
      {
          //非法輸入
          return;
      }
      seq->head = 0;
      seq->tail = 0;
      seq->size = 0;
  }

入隊列出隊列

 void SeqQueuePush(SeqQueue* seq,SeqQueueType value)
  {
      if(seq==NULL)
      {
          //非法輸入
          return;
      }
      if(seq->size == SeqQueueMaxSize)
      {
          //隊列已滿
          return;
      }
      if(seq->tail==SeqQueueMaxSize&&seq->size<SeqQueueMaxSize)
     //此時tail已經到了數組末尾，而size還沒有達到最大值，說明
     //head前有空出的位置，所以將tail賦值0，直到size達到最大值，才說明隊列已經滿了 
      {
          seq->tail = 0;
      }
      seq->data[seq->tail++] = value;
      seq->size++;
  }

  void SeqQueuePop(SeqQueue* seq)
  {
      if(seq==NULL)
      {
          //非法輸入
          return;
      }
      if(seq->size == 0)
      {
          //空隊列
          return;
      }
      if(seq->head == SeqQueueMaxSize)
      {
          seq->head = 0;
      }
      else
      {
          seq->head++;
      }
      seq->size--;
  }

取隊首元素

  int SeqQueueGetTop(SeqQueue* seq,SeqQueueType* value)
  {
      if(seq==NULL)
      {
          //非法輸入
          return 0;
      }
      if(seq->size==0)
      {
          //空隊列
          return 0;
      }
      *value = seq->data[seq->head];
      return 1;
  }