数据结构：队列

一 队列的基本概念：

1.队列的定义：

队列(Queue)简称队，也是和栈一样是一种受限的线性表，只允许在表的一端进行插入，而在表的另一端进行删除。向队列中插入元素称为入队或进队；删除元素称为出队或离队。这和我们日常生活中的排队是一致的，最早排队的也是对早离队的，其操作的特性就是先进先出(First In First Out FIFO)。
队头 (Front) 允许删除的一端，又称队首。
队尾(Rear) 允许插入的一端。
空队列 不含元素的空链表。

二 队列的链式存储结构：

1.队列的存储结构：

typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
	int val;
	struct QueueNode* next;
}QNode;
 
typedef struct Queue
{
	QNode* phead;
	QNode* ptail;
	int size;
}Queue;

2.队列的所有接口：

//队列的初始化、销毁
void QueueInit(Queue* pq);
void QueueDestroy(Queue* pq);
 
// 入队列、 出队列
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
void QueuePop(Queue* pq);
 
//获取队头、队尾元素
QDataType QueueFront(Queue* pq);
QDataType QueueBack(Queue* pq);
 
//判断队列是否为空
bool QueueEmpty(Queue* pq);
 
//获取队列元素个数
int QueueSize(Queue* pq);

3.队列的初始化：

void QueueInit(Queue* pq)
{
	pq->phead = NULL;
	pq->ptail = NULL;
	pq->size = 0;
}

输出：

4.队列的销毁：

void QueueDestroy(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	QNode* cur = pq->phead;
	while (cur)
	{
		QNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	pq->phead = pq->ptail = NULL;
	pq->size = 0;
}

销毁：

5.入队列：

void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
	assert(pq);
	QNode* Newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	if (Newnode == NULL)
	{
		perror("malloc error");
		exit(-1);
	}
	Newnode->next = NULL;
	Newnode->val = x;
	if (pq->ptail)
	{
		pq->ptail->next = Newnode;
		pq->ptail = Newnode;
	}
	else
	{
		pq->phead = pq->ptail = Newnode;//当最开始的时候我们让phead,ptail指针都指向Newnode
	}
	pq->size++;
}

输出：

6.出队列：

void QueuePop(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->phead != NULL);
 
	// 一个节点
	if (pq->phead->next == NULL)
	{
		free(pq->phead);
		pq->phead = pq->ptail = NULL;
	}
	// 多个节点
	else
	{
		QNode* next = pq->phead->next;
		free(pq->phead);
		pq->phead = next;
	}
 
	pq->size--;
}

输出：

7.获取队顶元素：

QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
	return pq->phead->val;
}

输出：

8.获取队尾数据：

QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
	return pq->ptail->val;
}

输出：

9.获取有效数据个数：

int QueueSize(Queue* pq)
{
	return pq->size;
}

输出：

10.判断队列是否为空：

bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
	if (pq->ptail == NULL)
	{
		return false;
	}
	else
	{
		return true;
	}
}

输出：

11.打印队列:

队列与栈的总结:

队列是一种遵循先进先出（FIFO）受限的线性数据结构。元素从队列的尾部添加，从队列的头部移除。队列通常用于模拟现实世界中按到达顺序处理项目的场景。

栈是一种遵循后进先出（LIFO）受限的线性数据结构。元素从栈的顶部添加，从栈的顶部移除。栈通常用于实现涉及回溯或解决递归问题的算法。

队列和栈是基础数据结构，具有不同的特性和应用。队列适用于按顺序管理项，而栈适用于实现涉及回溯或解决递归问题的算法。