C语言数据结构

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C语言数据结构

2024-07-15 21:30| 来源: 网络整理| 查看: 265

一、队列

队列是一种先进先出操作受限的线性表结构。它只允许从队尾插入，也叫入队；只允许从队首删除，也叫出队。

二、队列分类

链式队列 —— 用链表实现的队列顺序队列 —— 用数组实现的队列。数组可为静态数组或动态数组，顺序队列通常必须为循环队列。

注意：循环队列是解决顺序队列内存空间利用率最大化的一种解决方案。

顺序队列

循环队列

三、队列类型定义 #define QUEUE_ZISE 6//队列长度 typedef struct Queue { int qFront;//队首 int qRear;//队尾 int BasicArr[QUEUE_ZISE];//队列数据 }Queue, * pQueue; //Queue 等效于 struct Queue //pQueue 等效于 struct Queue * 四、循环队列初始化

队首和队尾相等且为零，则已为循环队列初始阿虎。如下图所示：队列初始化

//初始化队列 void InitQueue(pQueue queue) { queue->qFront = 0; queue->qRear = 0; printf("队列初始化成功......\r\n"); printf("队列总长度 : %d\r\n", (QUEUE_ZISE - 1)); printf("队首 : %d\r\n", queue->qFront); printf("队尾 : %d\r\n", queue->qRear); } 五、判断队列是否为空

若队首和队尾相等，则表示队列为空。当队列为空时出队无效。如下图所示：

//队列是否为空 bool IsEmptyQueue(pQueue queue) { if (queue->qFront == queue->qRear)//队首等于队尾 return true; else return false; } 六、判断队列是否已满

若队尾下一个数据为队首数据，则说明队列已满，当队列已满时入队无效。

注意：队列真正使用长度为队列长度减一，这使得顺序队列内存空间利用率最大化。如下图所示：队列已满

//队列是否为满 bool IsFullQueue(pQueue queue) { //队尾下个数据为队首 if (((queue->qRear + 1) % QUEUE_ZISE) == queue->qFront) return true; else return false; } 七、循环队列数据入队

将数据存入对队尾代表的存储空间，然后队尾指向下个存储空间。

注意: 1.只允许从队尾入队(队列未满)。 2.循环队列计算下个入队存储空间为：(队尾 + 1 ) % 队列长度如下图所示：数据入队

//入队 void EnterQueue(pQueue queue, int vale) { if (IsFullQueue(queue)) { printf("队列已满，入队失败......\r\n"); return; } //从队尾入队 queue->BasicArr[queue->qRear] = vale;//入队数据 queue->qRear = (queue->qRear + 1) % QUEUE_ZISE;//队尾移向下个位置 printf("入队成功！入队值为：%d ----> ", vale); printf("队首: %d 队尾: %d\r\n", queue->qFront, queue->qRear); } 八、循环队列数据出队

将队首代表的存储空间数据输出，然后队首指向下一个存储空间。

注意: 1.只允许从队首出队(队列非空)。 2.循环队列计算下个出队存储空间为：(队出 + 1 ) % 队列长度如下图所示：数据出队

//出队 int OutQueue(pQueue queue) { int out = 0; if (IsEmptyQueue(queue)) { printf("队列已空，出队失败......\r\n"); return out; } out = queue->BasicArr[queue->qFront];//出队值 queue->qFront = (queue->qFront + 1) % QUEUE_ZISE;//指向下一个出队值 printf("出队成功！出队值为：%d ----> ", out); printf("队首: %d 队尾: %d\r\n", queue->qFront, queue->qRear); return out; } 九、显示队列数据

输出显示队列中所有数据。从队首开始直到队尾结束的所有数据。

//显示队列数据 void ShowQueue(pQueue queue) { int cur = 0; if (IsEmptyQueue(queue)) { printf("队列为空，显示失败......\r\n"); return; } printf("队列数据: "); cur = queue->qFront; while (cur != queue->qRear) { printf("%d ", queue->BasicArr[cur]); cur = (cur + 1) % QUEUE_ZISE; } printf("\r\n"); } 十、获取队列使用空间

从队首到队尾的所有数据个数为队列使用空间数。

//队列使用空间 int CountQueue(pQueue queue) { int cur = 0; int len = 0; cur = queue->qFront; while (cur != queue->qRear) { len++; cur = (cur + 1) % QUEUE_ZISE; } printf("队列使用空间 : %d\r\n", len); return len; } 十一、获取队列剩余空间

队列长度减一，再减去队列使用空间数，就等于列剩余空间。即：队列剩余空间 = 队列长度 - 1 - 队列使用空间

//队列剩余空间 int ResidueQueue(pQueue queue) { int len = 0; int cur = 0; int res = 0; cur = queue->qFront; while (cur != queue->qRear) { len++; cur = (cur + 1) % QUEUE_ZISE; } res = QUEUE_ZISE - 1 - len; printf("队列剩余空间 : %d\r\n", res); return res; } 十二、代码验证演示 void main(void) { Queue queue; InitQueue(&queue);//初始化队列 printf("\r\n"); EnterQueue(&queue, 10);//入队 EnterQueue(&queue, 20); EnterQueue(&queue, 30); EnterQueue(&queue, 40); EnterQueue(&queue, 50); CountQueue(&queue);//队列使用空间 ResidueQueue(&queue);//队列剩余空间 ShowQueue(&queue);//显示队列数据 printf("\r\n"); OutQueue(&queue);//出队 OutQueue(&queue); OutQueue(&queue); CountQueue(&queue);//队列使用空间 ResidueQueue(&queue);//队列剩余空间 ShowQueue(&queue);//显示队列数据 printf("\r\n"); while (1); } 十三、运行结果队列初始化成功...... 队列总长度 : 5 队首 : 0 队尾 : 0 入队成功！入队值为：10 ----> 队首: 0 队尾: 1 入队成功！入队值为：20 ----> 队首: 0 队尾: 2 入队成功！入队值为：30 ----> 队首: 0 队尾: 3 入队成功！入队值为：40 ----> 队首: 0 队尾: 4 入队成功！入队值为：50 ----> 队首: 0 队尾: 5 队列使用空间 : 5 队列剩余空间 : 0 队列数据: 10 20 30 40 50 出队成功！出队值为：10 ----> 队首: 1 队尾: 5 出队成功！出队值为：20 ----> 队首: 2 队尾: 5 出队成功！出队值为：30 ----> 队首: 3 队尾: 5 队列使用空间 : 2 队列剩余空间 : 3 队列数据: 40 50

运行结果1

运行结果2

运行结果3

运行结果4

运行结果5

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