1、队列的定义
队列(Queue)：也是运算受限的线性表。是一种先进先出(First In First Out ，简称FIFO)的线性表。只允许在表的一端front进行插入，而在另一端rear进行删除。 队首(front) ：允许进行删除的一端称为队首。 队尾(rear) ：允许进行插入的一端称为队尾。 例如：排队购物。操作系统中的作业排队。先进入队列的成员总是先离开队列。
队列中没有元素时称为空队列。在空队列中依次加入元素a1, a2, …, an之后，a1是队首元素，an是队尾元素。显然退出队列的次序也只能是a1, a2, …, an ，即队列的修改是依先进先出的原则进行的，如图所示。
2 、队列的抽象数据类型定义 ADT Queue{ 数据对象：D ={ ai|ai∈ElemSet, i=1, 2, …, n, n >= 0 }
数据关系：R = {<ai-1, ai> | ai-1, ai∈D, i=2,3,…,n } 约定a1端为队首，an端为队尾。 基本操作： Create()：创建一个空队列； EmptyQue()：若队列为空，则返回true ，否则返回flase ；
FullQue();若队列为满，则返回true ，否则返回flase ； ⋯⋯ InsertQue(x) ：向队尾插入元素x； DeleteQue(x) ：删除队首元素x； } ADT Queue
3、队列的表示和实现
队列可以由三种方式实现：静态数组队列、动态数组队列和链式队列。
(1)静态数组队列（循环数组队列实现）
[cpp] view plain copy print ? 循环队列可以更简单防止伪溢出的发生，但队列大小是固定的。 /* 队列的顺序存储结构(循环队列) */ #define MAX_QSIZE 5 /* 最大队列长度+1 */ typedef struct { QElemType *base; /* 初始化的动态分配存储空间 */ int front; /* <span style="color:#ff0000;">头指针，若队列不空，指向队列头元素</span> */ int rear; /* <span style="color:#cc0000;">尾指针，若队列不空，指向队列尾元素的下一个位置</span> */ }SqQueue; /* 循环队列的基本操作(9个) */ void InitQueue(SqQueue *Q) { /* 构造一个空队列Q */ Q->base=malloc(MAX_QSIZE*sizeof(QElemType)); if(!Q->base) /* 存储分配失败 */ exit(OVERFLOW); Q->front=Q->rear=0;/*空队列*/ } void DestroyQueue(SqQueue *Q) { /* 销毁队列Q，Q不再存在 */ if(Q->base) free(Q->base); Q->base=NULL; Q->front=Q->rear=0; } void ClearQueue(SqQueue *Q) { /* 将Q清为空队列 */ Q->front=Q->rear=0; } Status QueueEmpty(SqQueue Q) { /* 若队列Q为空队列，则返回TRUE；否则返回FALSE */ if(Q.front==Q.rear) /* 队列空的标志 */ return TRUE; else return FALSE; } int QueueLength(SqQueue Q) { /* 返回Q的元素个数，即队列的长度 */ return(Q.rear-Q.front+MAX_QSIZE)%MAX_QSIZE; } Status GetHead(SqQueue Q,QElemType *e) { /* 若队列不空，则用e返回Q的队头元素，并返回OK；否则返回ERROR */ if(Q.front==Q.rear) /* 队列空 */ return ERROR; *e=Q.base[Q.front]; return OK; } Status EnQueue(SqQueue *Q,QElemType e) { /* 插入元素e为Q的新的队尾元素 */ if((Q->rear+1)%MAX_QSIZE==Q->front) /* 队列满 */ return ERROR; Q->base[Q->rear]=e; Q->rear=(Q->rear+1)%MAX_QSIZE; return OK; } Status DeQueue(SqQueue *Q,QElemType *e) { /* 若队列不空，则删除Q的队头元素，用e返回其值，并返回OK；否则返回ERROR */ if(Q->front==Q->rear) /* 队列空 */ return ERROR; *e=Q->base[Q->front]; Q->front=(Q->front+1)%MAX_QSIZE; return OK; } void QueueTraverse(SqQueue Q,void(*vi)(QElemType)) { /* 从队头到队尾依次对队列Q中每个元素调用函数vi() */ int i; i=Q.front; while(i!=Q.rear) { vi(Q.base[i]); i=(i+1)%MAX_QSIZE; } printf("\n"); }
(2)动态数组队列
[cpp] view plain copy print ?
(3)链式队列
[cpp] view plain copy print ? 单链队列 单链队列使用链表作为基本数据结果，所以不存在伪溢出的问题，队列长度也没有限制。但插入和读取的时间代价较高 /* 单链队列——队列的链式存储结构 */ typedef struct QNode { QElemType data; struct QNode *next; }QNode,*QueuePtr; typedef struct { QueuePtr front,rear; /* 队头、队尾指针 */ }LinkQueue; /* 链队列的基本操作(9个) */ void InitQueue(LinkQueue *Q) { /* 构造一个空队列Q */ Q->front=Q->rear=malloc(sizeof(QNode)); if(!Q->front) exit(OVERFLOW); Q->front->next=NULL; } void DestroyQueue(LinkQueue *Q) { /* 销毁队列Q(无论空否均可) */ while(Q->front) { Q->rear=Q->front->next; free(Q->front); Q->front=Q->rear; } } void ClearQueue(LinkQueue *Q) { /* 将Q清为空队列 */ QueuePtr p,q; Q->rear=Q->front; p=Q->front->next; Q->front->next=NULL; while(p) { q=p; p=p->next; free(q); } } Status QueueEmpty(LinkQueue Q) { /* 若Q为空队列，则返回TRUE，否则返回FALSE */ if(Q.front->next==NULL) return TRUE; else return FALSE; } int QueueLength(LinkQueue Q) { /* 求队列的长度 */ int i=0; QueuePtr p; p=Q.front; while(Q.rear!=p) { i++; p=p->next; } return i; } Status GetHead_Q(LinkQueue Q,QElemType *e) { /* 若队列不空，则用e返回Q的队头元素，并返回OK，否则返回ERROR */ QueuePtr p; if(Q.front==Q.rear) return ERROR; p=Q.front->next; *e=p->data; return OK; } void EnQueue(LinkQueue *Q,QElemType e) { /* 插入元素e为Q的新的队尾元素 */ QueuePtr p=malloc(sizeof(QNode)); if(!p) /* 存储分配失败 */ exit(OVERFLOW); p->data=e; p->next=NULL; Q->rear->next=p; Q->rear=p; } Status DeQueue(LinkQueue *Q,QElemType *e) { /* 若队列不空，删除Q的队头元素，用e返回其值，并返回OK，否则返回ERROR */ QueuePtr p; 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); return OK; } void QueueTraverse(LinkQueue Q,void(*vi)(QElemType)) { /* 从队头到队尾依次对队列Q中每个元素调用函数vi() */ QueuePtr p; p=Q.front->next; while(p) { vi(p->data); p=p->next; } printf("\n"); }
