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1>>导言
在把栈学习完后，步入新的章节——队列，队列是一种特殊的线性表，队列是啥意思呢？栈表示先进后出，入栈出栈操作，类似一个水杯从上边喝水，那么队列是一个先进先出，入列出列的操作，类似生活中的排队，也类似被司马光砸破的水缸，先进来的水总是先出去，这便是队列。在表的后端进行插入操作。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。到这同学们应该是听懂了一部分，那么队列的底层结构用什么更为合适呢？我们一起来看看，假设用数组，那很显然，总会存在一个时间复杂度为O（N）的（自己写的函数），因为毕竟是有n个数。
比如这里，1号是队头，先进先出，排队出去。底层结构就用单链表来实现更简单，入列就是尾插，出列就是头删，取头结点元素。这里请大家思考：单链表就一个头结点，尾插到第n个数据，那么时间复杂度为O（N），有什么办法将它降为O（1）吗？在结构中给出答案：
因此我们就来看看队列的结构
2>>队列的结构
注意这里还是和之前的一样包含3个文件，包括：queueI（队列头文件、queuel、（队列尾部文件，test（测试文件）
队列的结构如下
data跟之前一样，在更改数据类型时可以统一修改，它的结构也是跟单链表无太大差异，唯一有所不同的是：
我们要再写一个结构体，这个结构体用来存放头结点和尾结点。还有数据个数，这样可以使得时间复杂度降为O（1）；
虽然我们多写了一个结构体，但是让时间复杂度从O(N)降为了O（1），因此在导言中给出的思考就解决了。
接下来根据下面图片的每一个声明做出相应的解释。
3>>初始化
初始化的时候，当然进来要先判断pq是否是空指针。需要把结构体内部的phead和ptail，头结点和尾结点置为空指针，并且让表示结点（人头数）个数的size置为0；
在test文件创建完q并返回q的地址，进行初始化。
4>>打印
打印的代码也是一样，进来需要先判断pq是否是空指针，然后建立一个结构体指针，pcur，pcur为pq指向的下一个地址，
在这张图中也就是2；最后当pcur为空指针时，跳出循环。
5>>入列
入列进来也需要判断是否时空指针，为空则pq为假，NULL是0，assert进行断言报错，不为空则进入入列代码，首先：创建一个新结点，新节点类型为结构体指针，这里都跟单链表尾插是一样的，然后使用malloc开辟一个空间，大小为结构体指针的大小。当内存满时，会返回一个空指针，因此我们需要进行判断，为空则打印错误信息并退出，不为空则对新节点初始化——next置为空，val=x;至此为止，新节点创建完毕。
开始进行尾插，也就是入列
这里需要判断是否是第一个结点，如果是，则直接将头和尾直接置为第一个结点的地址，如果不是，则将尾结点的下一个地址改为新节点也就是newnode，然后原来的尾结点更新为新的尾结点。
最后将结点（人头数）加1即可。
6>>出列
在出列的代码里，assert还需要判断是否有结点可以删除，否则会对空指针解引用
6.1>>判断是否为空
所以这里就需要再写一个判断是否为空，如果头结点是空指针就为空，返回true。
那么出列代码的assert要对结果取反，不为空的时候返回false，然后取反为true，这样才能继续执行下面的代码。这里也需要判断一个结点和多个结点的情况，一个结点时，需要把头结点和尾结点置为空指针，因为就他一个能删除，多个结点时，提前存储下一个结点的地址，在对pq指向的phead进行释放，然后phead等于下一个结点地址即可完成出列。最后别忘了将结点成员数减一。
7>>取队头和队尾数据and统计个数
这三个比较简单，就放在一起啦，宝子们一起看看就好。
8>>队列销毁
最后是队列的一个销毁，还是和打印差不多，都需要提前存好下一个结点的地址，然后一个一个的释放，最后将头结点和尾结点都置为空指针，然后将size置为0.
9>>三个文件代码
queue.h
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
typedef int data;
typedef struct queuenode {
data val;
struct queuenode* next;
}queuenode;
typedef struct queue {
queuenode* phead;
queuenode* ptail;
int size;
}queue;
void qinit(queue*pq);//初始化
void qpirnt(queue* pq);//打印
void qpush(queue* pq, data x);//入列
void qpop(queue* pq);//出列
data qfront(queue* pq);//取队头数据
data qback(queue* pq);//取队尾数据
bool qempty(queue* pq);//判断队列是否为空
int qsize(queue* pq);//统计队列个数
void qdestroy(queue* pq);//队列的销毁
queue.c
#include"queue.h"
void qinit(queue* pq) {
assert(pq);
pq->phead = pq->ptail = NULL;
pq->size = 0;
}
void qpirnt(queue* pq) {
assert(pq);
queuenode* pcur;
pcur = pq->phead;
while (pcur) {
printf("%d -> ", pcur->val);
pcur = pcur->next;
}
printf("\n");
}
void qpush(queue* pq,data x) {
assert(pq);
queuenode* newnode = (queuenode*)malloc(sizeof(queuenode));
if (newnode == NULL) {
perror("malloc");
exit(1);
}
newnode->next = NULL;
newnode->val = x;
if (pq->phead == NULL) {
pq->phead = pq->ptail = newnode;
}
else {
pq->ptail->next=newnode;
pq->ptail = pq->ptail->next;
}
pq->size++;
}
void qpop(queue* pq) {
assert(pq);
assert(!qempty(pq));
if (pq->phead==pq->ptail)
pq->phead = pq->ptail = NULL;
else
{
queuenode* next = pq->phead->next;
free(pq->phead);
pq->phead = next;
}
pq->size--;
}
data qfront(queue* pq) {
assert(pq);
assert(!qempty(pq));
return pq->phead->val;
}
data qback(queue* pq) {
assert(pq);
assert(!qempty(pq));
return pq->ptail->val;
}
bool qempty(queue* pq) {
assert(pq);
return pq->phead == NULL;
}
int qsize(queue* pq) {
assert(pq);
return pq->size;
}
void qdestroy(queue* pq) {
assert(pq);
queuenode* pcur = pq->phead;
while (pcur) {
queuenode* next = pcur->next;
free(pcur);
pcur = next;
}
pq->phead = pq->ptail = NULL;
pq->size = 0;
}test.c
#include"queue.h"
void test() {
queue q;
qinit(&q);
qpush(&q,1);
qpush(&q, 2);
qpush(&q, 3);
qpush(&q, 4);
qpirnt(&q);
printf("%d\n", qsize(&q));
qpop(&q);
printf("%d\n", qsize(&q));
}
int main() {
test();
return 0;
}10>>总结
今天带着宝子们学习了队列的知识点，包括入列，出列等等队列的操作，希望宝子们在这篇文章能学会使用队列，也希望宝子们数据结构越学越好，无瓶颈！谢谢宝子们观看，期待下一篇与你相见！
标签：assert,结点,pq,队列,queue,phead,数据结构 From： https://blog.csdn.net/m0_69282950/article/details/143114934