数据结构之线性表——队列的顺序存储

1 队列的基本概念

队列是一种特殊的线性表，队列仅仅在线性表的两端进行操作。队头（Front）：取出数据元素的一端；队尾（Rear）:插入数据元素的一端。队列不允许在中间部位进行操作。

队列是一种先进先出(First in First out)的线性表，简称（FIFO）,允许插入的一端称为队尾，允许删除的一端称为队头。假设队列是q=(a1,a2,a3,......,an),那么a1是队头元素，an是队尾元素。这样我们就可以删除时，总是从a1开始，插入时从an插入。这也比较符合我们通常生活中的习惯，排在第一个的优先出列，最后来的排在队伍最后。如下图所示


队列在程序设计中使用的非常频繁。操作系统和客服系统中，都是应用了一种数据结构来实现刚才提到的先进先出排队功能。再比如，用键盘进行各种字母或者数字的输入，记事本软件上的输出，其实就是队列的典型例子。

2 队列顺序存储的设计与实现

该队列的实现是在顺序链表的基础上实现的，链表的顺序存储设计参考《数据结构之线性表——链表的顺序存储（数组描述）》

（1）创建队列：队列的创建相当于创建一个顺序表

//创建队列:创建队列相当于创建一个顺序表
SeqQueue * SeqQueue_Create(int capacity)
{
return SeqList_Create(capacity);
}

（2）销毁队列：销毁队列相当于销毁一个顺序表

//销毁队列:销毁队列相当于销毁一个顺序表
void SeqQueue_Destroy(SeqQueue * queue)
{
return SeqList_Destroy(queue);
}

（3）清空队列：清空队列相当于清空一个线性表

//清空队列: 相当于清空一个线性表
void SeqQueue_Clear(SeqQueue * queue)
{
return SeqList_Clear(queue);
}

（4）队尾追加：相当于向队列尾部添加元素

//队尾追加:相当于向队列尾部添加一个元素
int SeqQueue_Append(SeqQueue * queue, void *item)
{
return SeqList_Insert(queue,item,SeqList_Length(queue));
}

（5）出队操作：出队操作相当于删除链表0号元素

/出队操作:相当于删除链表0号元素
void * SeqQueue_Retrieve(SeqQueue * queue)
{
return SeqList_Delete(queue,0);
}

（6）队头操作：队头操作相当于获取链表的0号位置元素

//队头操作
void * SeqQueue_Header(SeqQueue *queue)
{
return SeqList_Get(queue,0);
}

（7）队长：队长相当于链表的长度

//队长
int SeqQueue_Length(SeqQueue * queue)
{
return SeqList_Length(queue);
}

（8）队列容量：队列容量相当于链表的容量

//队列容量
int SeqQueue_Capacity(SeqQueue *queue)
{
return SeqList_Capacity(queue);
}

3 顺序链表的具体实现以及测试案例

//SeqQueue.h
#ifndef _MY_SEQQUEUE_H_
#define _MY_SEQQUEUE_H_
typedef void SeqQueue;

//创建队列
SeqQueue * SeqQueue_Create(int capacity);
//销毁队列
void SeqQueue_Destroy(SeqQueue * queue);
//清空队列
void SeqQueue_Clear(SeqQueue * queue);
//队尾追加
int SeqQueue_Append(SeqQueue * queue,void *item);
//出队操作
void * SeqQueue_Retrieve(SeqQueue * queue);
//队头操作
void * SeqQueue_Header(SeqQueue *queue);
//队长
int SeqQueue_Length(SeqQueue * queue);
//队列容量
int SeqQueue_Capacity(SeqQueue *queue);

#endif //_MY_SEQQUEUE_H_

#include"SeqQueue.h"
#include"SeqList.h"
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
//创建队列:创建队列相当于创建一个顺序表
SeqQueue * SeqQueue_Create(int capacity)
{
return SeqList_Create(capacity);
}
//销毁队列:销毁队列相当于销毁一个顺序表
void SeqQueue_Destroy(SeqQueue * queue)
{
return SeqList_Destroy(queue);
}
//清空队列: 相当于清空一个线性表
void SeqQueue_Clear(SeqQueue * queue)
{
return SeqList_Clear(queue);
}
//队尾追加:相当于向队列尾部添加一个元素
int SeqQueue_Append(SeqQueue * queue, void *item)
{
return SeqList_Insert(queue,item,SeqList_Length(queue));
}
//出队操作:相当于删除链表0号元素
void * SeqQueue_Retrieve(SeqQueue * queue)
{
return SeqList_Delete(queue,0);
}
//队头操作
void * SeqQueue_Header(SeqQueue *queue)
{
return SeqList_Get(queue,0);
}
//队长
int SeqQueue_Length(SeqQueue * queue)
{
return SeqList_Length(queue);
}
//队列容量
int SeqQueue_Capacity(SeqQueue *queue)
{
return SeqList_Capacity(queue);
}

//test.cpp
#include"SeqQueue.h"
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
int i = 0, a[10];
SeqQueue *queue = NULL;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
a[i] = i + 1;
}

queue = SeqQueue_Create(10);//创建队列

//向队列中添加元素
for (i = 0; i < 10; i++)
{
SeqQueue_Append(queue, &a[i]);
}
//获取队列属性
printf("capacity : %d\n", SeqQueue_Capacity(queue));//
printf("Length : %d\n", SeqQueue_Length(queue));
printf("队头：%d\n", *((int *)SeqQueue_Header(queue)));
//销毁队列
while(SeqQueue_Length(queue))
{
int tmp;
tmp = *((int *)SeqQueue_Retrieve(queue));
printf("%d ", tmp);
}
SeqQueue_Destroy(queue);
printf("\n");
return 0;
}