数据结构C语言实现系列——队列

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef int elemType;
/************************************************************************/
/* 以下是关于队列顺序存储操作的6种算法 */
/************************************************************************/

struct queue{
elemType *queue; /* 指向存储队列的数组空间 */
int front, rear, len; /* 队首指针（下标），队尾指针（下标），队列长度变量 */
int maxSize; /* queue数组长度 */
};

void againMalloc(struct queue *q)
{
/* 空间扩展为原来的2倍，原内容被自动拷贝到p所指向的存储空间中 */
elemType *p;
p = realloc(q->queue, 2 * q->maxSize * sizeof(elemType));
/* 动态存储空间分配，若失败则退出运行 */
if(!p){
printf("空间分配失败！ ");
exit(1);
}
q->queue = p; /* 使queue指向新的队列空间 */
/* 把原队列的尾部内容后移maxSize个位置 */
if(q->rear != q->maxSize -1){
int i;
for(i = 0; i <= q->rear; i++){
q->queue[i+q->maxSize] = q->queue[i];
}
q->rear += q->maxSize; /* 队尾指针后移maxSize个位置 */
}
q->maxSize = 2 * q->maxSize; /* 把队列空间大小修改为新的长度 */
return;
}

/* 1.初始化队列 */
void initQueue(struct queue *q, int ms)
{
/* 检查ms是否有效，若无效则退出运行 */
if(ms <= 0){
printf("ms值非法! ");
exit(1);
}
q->maxSize = ms; /* 置队列空间大小为ms */
/* 动态存储空间分配，若失败则退出运行 */
q->queue = malloc(ms * sizeof(elemType));
if(!q->queue){
printf("内存空间分配失败！ ");
exit(1);
}
q->front = q->rear = 0; /* 初始置队列为空 */
return;
}

/* 2.向队列中插入元素x */
void enQueue(struct queue *q, elemType x)
{
/* 当队列满时进行动态生分配 */
if((q->rear + 1) % q->maxSize == q->front){
againMalloc(q);
}
q->rear = (q->rear + 1) % q->maxSize; /* 求出队尾的下一个位置 */
q->queue[q->rear] = x; /* 把x的值赋给新的队尾 */
return;
}

/* 3.从队列中删除元素并返回 */
elemType outQueue(struct queue *q)
{
/* 若队列为空则终止运行 */
if(q->front == q->rear){
printf("队列为空，无法删除！ ");
exit(1);
}
q->front = (q->front +1) % q->maxSize; /* 使队首指针指向下一个位置 */
return q->queue[q->front]; /* 返回队首元素 */
}

/* 4.读取队首元素，不改变队列状态 */
elemType peekQueue(struct queue *q)
{
/* 若队列为空则终止运行 */
if(q->front == q->rear){
printf("队列为空，无法删除！ ");
exit(1);
}
return q->queue[(q->front +1) % q->maxSize];/* 队首元素是队首指针的下一个位置中的元素 */
}

/* 5.检查一个队列是否为空，若是则返回1,否则返回0 */
int emptyQueue(struct queue *q)
{
if(q->front == q->rear){
return 1;
}else{
return 0;
}
}

/* 6.清除一个队列，并释放动态存储空间 */
void clearQueue(struct queue *q)
{
if(q->queue != NULL){
free(q->queue);
q->queue = NULL; /* 设置队列空间指针为空 */
q->front = q->rear = 0; /* 设置队列为空 */
q->maxSize = 0; /* 设置队列大小为0 */
}
return;
}

/************************************************************************/

int main(int argc, char* argv[])
{
struct queue q;
int a[8] = {3, 8, 5, 17, 9, 30, 15, 22};
int i;
initQueue(&q, 5);
for(i = 0; i < 8; i++){
enQueue(&q, a[i]);
}
printf("%d ", outQueue(&q)); printf("%d ", outQueue(&q));
enQueue(&q, 68);
printf("%d ", peekQueue(&q)); printf("%d ", outQueue(&q));
while(!emptyQueue(&q)){
printf("%d ", outQueue(&q));
}
printf(" ");
clearQueue(&q);
system("pause");
return 0;
}