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C语言设计前中后队列实例代码
来源:jb51  时间:2021/12/20 15:28:19  对本文有异议

队列基本概念

队列是最常见的概念,日常生活经常需要排队,仔细观察队列会发现,队列是一种逻辑结构,是一种特殊的线性表。特殊在:

只能在固定的两端操作线性表

只要满足上述条件,那么这种特殊的线性表就会呈现出一种“先进先出”的逻辑,这种逻辑就被称为队列。

由于约定了只能在线性表固定的两端进行操作,于是给队列这种特殊的线性表的插入删除,起个特殊的名称:

队头:可以删除节点的一端

队尾:可以插入节点的一端

入队:将节点插入到队尾之后,函数名通常为enQueue()

出队:将队头节点从队列中剔除,函数名通常为outQueue()

取队头:取得队头元素,但不出队,函数名通常为front()

本题就是手撸数据结构中基本的队列结构,常用的有两种,一种是用链表实现,一种是数组实现。本文将会给出两种实现方式

1,数组实现

  1. typedef struct {
  2. int value[1000];
  3. int len;
  4. } FrontMiddleBackQueue;
  5. FrontMiddleBackQueue* frontMiddleBackQueueCreate() {
  6. FrontMiddleBackQueue *queue = (FrontMiddleBackQueue *)malloc(sizeof(FrontMiddleBackQueue));
  7. memset(queue,0,sizeof(FrontMiddleBackQueue));
  8. return queue;
  9. }
  10. void insert(FrontMiddleBackQueue* obj, int pos, int val)
  11. {
  12. //在pos位置插入val,则pos(从0开始)位置后的数统一向后挪一个位置,队列长度加1
  13. int i = 0;
  14. for(i=obj->len; i>pos; i--)
  15. {
  16. obj->value[i] = obj->value[i-1];
  17. }
  18. obj->value[pos] = val;
  19. obj->len++;
  20. }
  21. int pop(FrontMiddleBackQueue* obj, int pos)
  22. {
  23. //弹出pos位置的val,则pos(从0开始)位置后向前统一挪一个位置,队列长度减一
  24. if(obj->len == 0)
  25. return -1;
  26. int i = 0;
  27. int popval = obj->value[pos]; //先将pos位置的数保存下来,不然下面的移位操作就覆盖了pos位置的值
  28. for(i=pos; i<obj->len-1; i++)
  29. {
  30. obj->value[i] = obj->value[i+1];
  31. }
  32. obj->len--;
  33. return popval;
  34. }
  35. void frontMiddleBackQueuePushFront(FrontMiddleBackQueue* obj, int val) {
  36. insert(obj,0,val);
  37. }
  38. void frontMiddleBackQueuePushMiddle(FrontMiddleBackQueue* obj, int val) {
  39. insert(obj,obj->len/2,val);
  40. }
  41. void frontMiddleBackQueuePushBack(FrontMiddleBackQueue* obj, int val) {
  42. insert(obj,obj->len,val);
  43. }
  44. int frontMiddleBackQueuePopFront(FrontMiddleBackQueue* obj) {
  45. return pop(obj,0);
  46. }
  47. int frontMiddleBackQueuePopMiddle(FrontMiddleBackQueue* obj) {
  48. return pop(obj,(obj->len-1)/2);
  49. }
  50. int frontMiddleBackQueuePopBack(FrontMiddleBackQueue* obj) {
  51. return pop(obj, obj->len-1);
  52. }
  53. void frontMiddleBackQueueFree(FrontMiddleBackQueue* obj) {
  54. free(obj);
  55. }
  56. /**
  57. * Your FrontMiddleBackQueue struct will be instantiated and called as such:
  58. * FrontMiddleBackQueue* obj = frontMiddleBackQueueCreate();
  59. * frontMiddleBackQueuePushFront(obj, val);
  60. * frontMiddleBackQueuePushMiddle(obj, val);
  61. * frontMiddleBackQueuePushBack(obj, val);
  62. * int param_4 = frontMiddleBackQueuePopFront(obj);
  63. * int param_5 = frontMiddleBackQueuePopMiddle(obj);
  64. * int param_6 = frontMiddleBackQueuePopBack(obj);
  65. * frontMiddleBackQueueFree(obj);
  66. */

运行结果

?2,链表实现

1,设计链表结构,链表维持一个头节点和尾结点,头节点始终在最前面并且头结点的data存储整个队列的节点数,尾结点始终是最后一个节点

2,设计插入节点函数和删除节点函数,push和pop操作只需要根据不同场景传入不同的参数即可完成统一的操作

  1. typedef struct tag_Node {
  2. int data;
  3. struct tag_Node* next, *prev;
  4. }Node;
  5. typedef struct {
  6. Node* front;
  7. Node* rear;
  8. } FrontMiddleBackQueue;
  9. FrontMiddleBackQueue* frontMiddleBackQueueCreate() {
  10. FrontMiddleBackQueue* que = (FrontMiddleBackQueue *)malloc(sizeof(FrontMiddleBackQueue));
  11. que->front = (Node *)malloc(sizeof(Node));
  12. que->rear = (Node *)malloc(sizeof(Node));
  13. que->front->data = 0;
  14. que->front->next = NULL;
  15. que->rear->data = 0;
  16. que->rear->next = NULL;
  17. que->front->next = que->rear;
  18. que->rear->prev = que->front;
  19. return que;
  20. }
  21. void AddNode(FrontMiddleBackQueue* obj, Node *cur, int val)
  22. {
  23. Node* addNode = (Node *)malloc(sizeof(Node));
  24. addNode->data = val;
  25. addNode->prev = cur->prev;
  26. addNode->next = cur;
  27. cur->prev->next = addNode;
  28. cur->prev = addNode;
  29. obj->front->data++;
  30. return;
  31. }
  32. Node* GetMiddleNode(FrontMiddleBackQueue* obj, bool isAdd)
  33. {
  34. Node* tmp = obj->front->next;
  35. int len = isAdd ? (obj->front->data / 2) : ((obj->front->data - 1) / 2);
  36. for (int i = 0; i < len; i++) {
  37. tmp = tmp->next;
  38. }
  39. return tmp;
  40. }
  41. void frontMiddleBackQueuePushFront(FrontMiddleBackQueue* obj, int val) {
  42. AddNode(obj, obj->front->next, val);
  43. return;
  44. }
  45. void frontMiddleBackQueuePushMiddle(FrontMiddleBackQueue* obj, int val) {
  46. AddNode(obj, GetMiddleNode(obj, true), val);
  47. return;
  48. }
  49. void frontMiddleBackQueuePushBack(FrontMiddleBackQueue* obj, int val) {
  50. AddNode(obj, obj->rear, val);
  51. return;
  52. }
  53. int RemoveNode(FrontMiddleBackQueue* obj, Node* cur)
  54. {
  55. if (obj->front->data == 0) {
  56. return -1;
  57. }
  58. cur->next->prev = cur->prev;
  59. cur->prev->next = cur->next;
  60. obj->front->data--;
  61. int item = cur->data;
  62. free(cur);
  63. return item;
  64. }
  65. int frontMiddleBackQueuePopFront(FrontMiddleBackQueue* obj) {
  66. return RemoveNode(obj, obj->front->next);
  67. }
  68. int frontMiddleBackQueuePopMiddle(FrontMiddleBackQueue* obj) {
  69. return RemoveNode(obj, GetMiddleNode(obj, false));
  70. }
  71. int frontMiddleBackQueuePopBack(FrontMiddleBackQueue* obj) {
  72. return RemoveNode(obj, obj->rear->prev);
  73. }
  74. void frontMiddleBackQueueFree(FrontMiddleBackQueue* obj) {
  75. while (RemoveNode(obj, obj->front->next) != -1);
  76. free(obj->front);
  77. free(obj->rear);
  78. free(obj);
  79. return;
  80. }
  81. /**
  82. * Your FrontMiddleBackQueue struct will be instantiated and called as such:
  83. * FrontMiddleBackQueue* obj = frontMiddleBackQueueCreate();
  84. * frontMiddleBackQueuePushFront(obj, val);
  85. * frontMiddleBackQueuePushMiddle(obj, val);
  86. * frontMiddleBackQueuePushBack(obj, val);
  87. * int param_4 = frontMiddleBackQueuePopFront(obj);
  88. * int param_5 = frontMiddleBackQueuePopMiddle(obj);
  89. * int param_6 = frontMiddleBackQueuePopBack(obj);
  90. * frontMiddleBackQueueFree(obj);
  91. */

运行结果:

?总结

到此这篇关于C语言设计前中后队列的文章就介绍到这了,更多相关C语言设计前中后队列内容请搜索w3xue以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持w3xue!

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