[數據結構]隊列的C語言簡單實現

Github:(https://github.com/FlameCharmander/DataStructure)
隊列是一種先進先出的數據結構。應用非常廣，比如樹的層序遍歷需要它，圖的廣度優先搜索需要它，還有消息隊列等。
那如果你看了我之前的文章《棧的簡單實現》，用那套思路來實現隊列，你會發現可行，但是會造成數組的嚴重浪費（出隊之後的那部分數組，不再使用）。
因此我們比較常用來實現順序隊列話是用循環隊列。所以本文也採用循環隊列的方式來實現隊列。

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

#define ElemType char
#define MAXSIZE 100
#define BOOL int
#define FALSE 0
#define TRUE  1

typedef struct{
    ElemType data[MAXSIZE];
    int front, rear;
}Queue;

void InitQueue(Queue *queue);   //初始化隊列
BOOL IsEmpty(Queue *queue); //判斷是否爲空
void EnQueue(Queue *queue, ElemType x); //入隊
void DeQueue(Queue *queue, ElemType *x);    //出隊

int main()
{
    Queue q;
    InitQueue(&q);
    ElemType e;
    printf("%d\n", IsEmpty(&q));
    EnQueue(&q, 'a');
    EnQueue(&q, 'b');
    DeQueue(&q, &e);
    printf("%c\n", e);
    printf("%d\n", IsEmpty(&q));
    DeQueue(&q, &e);
    printf("%c\n", e);
    printf("%d\n", IsEmpty(&q));
    return 0;
}

void InitQueue(Queue *queue){
    queue->front = 0;
    queue->rear = 0;
}

void EnQueue(Queue *queue, ElemType e){
    queue->data[queue->rear] = e;
    queue->rear = (queue->rear + 1) % MAXSIZE;
}

void DeQueue(Queue *queue, ElemType *e){
    *e = queue->data[queue->front];
    queue->front = (queue->front + 1) % MAXSIZE;
}

BOOL IsEmpty(Queue *queue){
    if (queue->front == queue->rear) {
        return TRUE;
    } else {
        return FALSE;
    }
}

這裏我建議你們新開一個窗口，把代碼和下面的部分進行一行一行閱讀。
Line 1~2 導入頭文件。
Line 4 隊列元素的類型。
Line 5 定義隊列的數組大小。
Line 6~8 由於C語言沒有布爾型，我們用整型代替布爾型。
Line 10~13 隊列的數據結構，包括一個數組（存放元素），隊頭隊尾（初始值應該都爲0）。
Line 15~18 今天主要實現的4個操作，InitQueue是初始化，IsEmpty是判斷是否爲空，EnQueue是入棧，DeQueue是出棧。
Line 20~35 main函數，主要對隊列進行初始化，入隊，出隊，判斷是否爲空的操作進行測試。
Line 37~40 隊列的初始化操作，將隊列的隊頭指針和隊尾指針初始化爲0。這裏就不說爲什麼參數(Queue *queue)是用指針的。如果你有興趣，看上我的上一篇博客《棧的簡單實現》。反正大體意思就是我們要想修改隊列結構體的元素，就必須用指針。
Line 42~45 隊列的入隊操作，更新隊尾指針。由於是循環隊列，所以隊尾指針需要進行求模操作：queue->rear = (queue->rear + 1) % MAXSIZE，如果不太懂這個公式，我建議你先去看看理論部分，這裏不做過多的贅述。這裏的隊列傳入的參數也用了指針，原因如上。
Line 47~50 隊列的出隊操作，更新隊頭指針。隊頭指針的更新公式爲：queue->front = (queue->front + 1) % MAXSIZE。這裏的隊列傳入的參數也用了指針，原因如上。
Line 52~58 隊列的判斷爲空操作。循環隊列比較常用是犧牲一個單元，然後判斷爲空的條件就爲queue->front == queue->rear。