• 数据--第22课


    第22课 - 队列的定义及实现

    1. 定义

    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:取出数据元素的一端。

    队尾:插入数据元素的一端。

    队列允许在中间部位进行操作。

    2. 队列的操作

    创建队列

    销毁队列

    清空队列

    进队列

    出队列

    获取队头元素

    获取队列长度

    3. 示例

    (1)LinkQueue

    main.c

    #include <stdio.h>

    #include <stdlib.h>

    #include "LinkQueue.h"

    /* run this program using the console pauser or add your own getch, system("pause") or input loop */

    int main(int argc, char *argv[])

    {

        LinkQueue* queue = LinkQueue_Create();

        int a[10] = {0};

        int i = 0;  

        for(i=0; i<10; i++)

        {

            a[i] = i + 1;

           

            LinkQueue_Append(queue, a + i);

        } 

        printf("Header: %d ", *(int*)LinkQueue_Header(queue));

        printf("Length: %d ", LinkQueue_Length(queue));

        while( LinkQueue_Length(queue) > 0 )

        {

            printf("Retrieve: %d ", *(int*)LinkQueue_Retrieve(queue));

        } 

        LinkQueue_Destroy(queue); 

             return 0;

    }

    LinkList.h

    #ifndef _LINKLIST_H_

    #define _LINKLIST_H_

    typedef void LinkList;

    typedef struct _tag_LinkListNode LinkListNode;

    struct _tag_LinkListNode

    {

        LinkListNode* next;

    };

    LinkList* LinkList_Create();

    void LinkList_Destroy(LinkList* list);

    void LinkList_Clear(LinkList* list);

    int LinkList_Length(LinkList* list);

    int LinkList_Insert(LinkList* list, LinkListNode* node, int pos);

    LinkListNode* LinkList_Get(LinkList* list, int pos);

    LinkListNode* LinkList_Delete(LinkList* list, int pos);

    #endif

    LinkList.c

    #include <stdio.h>

    #include <malloc.h>

    #include "LinkList.h"

    typedef struct _tag_LinkList

    {

        LinkListNode header;

        int length;

    } TLinkList;

    LinkList* LinkList_Create() // O(1)

    {

        TLinkList* ret = (TLinkList*)malloc(sizeof(TLinkList));

        if( ret != NULL )

        {

            ret->length = 0;

            ret->header.next = NULL;

        }  

        return ret;

    }

    void LinkList_Destroy(LinkList* list) // O(1)

    {

        free(list);

    }

    void LinkList_Clear(LinkList* list) // O(1)

    {

        TLinkList* sList = (TLinkList*)list; 

        if( sList != NULL )

        {

            sList->length = 0;

            sList->header.next = NULL;

        }

    }

    int LinkList_Length(LinkList* list) // O(1)

    {

        TLinkList* sList = (TLinkList*)list;

        int ret = -1;  

        if( sList != NULL )

        {

            ret = sList->length;

        }  

        return ret;

    }

    int LinkList_Insert(LinkList* list, LinkListNode* node, int pos) // O(n)

    {

        TLinkList* sList = (TLinkList*)list;

        int ret = (sList != NULL) && (pos >= 0) && (node != NULL);

        int i = 0; 

        if( ret )

        {

            LinkListNode* current = (LinkListNode*)sList;  

            for(i=0; (i<pos) && (current->next != NULL); i++)

            {

                current = current->next;

            }  

            node->next = current->next;

            current->next = node;    

            sList->length++;

        }

        return ret;

    }

    LinkListNode* LinkList_Get(LinkList* list, int pos) // O(n)

    {

        TLinkList* sList = (TLinkList*)list;

        LinkListNode* ret = NULL;

        int i = 0;

        if( (sList != NULL) && (0 <= pos) && (pos < sList->length) )

        {

            LinkListNode* current = (LinkListNode*)sList;    

            for(i=0; i<pos; i++)

            {

                current = current->next;

            }   

            ret = current->next;

        }   

        return ret;

    }

    LinkListNode* LinkList_Delete(LinkList* list, int pos) // O(n)

    {

        TLinkList* sList = (TLinkList*)list;

        LinkListNode* ret = NULL;

        int i = 0; 

        if( (sList != NULL) && (0 <= pos) && (pos < sList->length) )

        {

            LinkListNode* current = (LinkListNode*)sList;    

            for(i=0; i<pos; i++)

            {

                current = current->next;

            }     

            ret = current->next;

            current->next = ret->next;  

            sList->length--;

        } 

        return ret;

    }

    LinkQueue.h

    #ifndef _LINKQUEUE_H_

    #define _LINKQUEUE_H_

    typedef void LinkQueue;

    LinkQueue* LinkQueue_Create();

    void LinkQueue_Destroy(LinkQueue* queue);

    void LinkQueue_Clear(LinkQueue* queue);

    int LinkQueue_Append(LinkQueue* queue, void* item);

    void* LinkQueue_Retrieve(LinkQueue* queue);

    void* LinkQueue_Header(LinkQueue* queue);

    int LinkQueue_Length(LinkQueue* queue);

    #endif

    LinkQueue.c

    #include <malloc.h>

    #include "LinkList.h"

    #include "LinkQueue.h"

    typedef struct _tag_LinkQueueNode

    {

        LinkListNode header;

        void* item;

    } TLinkQueueNode;

    LinkQueue* LinkQueue_Create() // O(1)

    {

        return LinkList_Create();

    }

    void LinkQueue_Destroy(LinkQueue* queue) // O(n)

    {

        LinkQueue_Clear(queue);

        LinkList_Destroy(queue);

    }

    void LinkQueue_Clear(LinkQueue* queue) // O(n)

    {

        while( LinkQueue_Length(queue) > 0 )

        {

            LinkQueue_Retrieve(queue);

        }

    }

    int LinkQueue_Append(LinkQueue* queue, void* item) // O(n)

    {

        TLinkQueueNode* node = (TLinkQueueNode*)malloc(sizeof(TLinkQueueNode));

        int ret = (item != NULL) && (node != NULL);

       

        if( ret )

        {

            node->item = item;

           

            ret = LinkList_Insert(queue, (LinkListNode*)node, LinkList_Length(queue));

        }

       

        if( !ret )

        {

            free(node);

        }

       

        return ret;

    }

    void* LinkQueue_Retrieve(LinkQueue* queue) // O(1)

    {

        TLinkQueueNode* node = (TLinkQueueNode*)LinkList_Delete(queue, 0);

        void* ret = NULL;

       

        if( node != NULL )

        {

            ret = node->item;

           

            free(node);

        }

       

        return ret;

    }

    void* LinkQueue_Header(LinkQueue* queue) // O(1)

    {

        TLinkQueueNode* node = (TLinkQueueNode*)LinkList_Get(queue, 0);

        void* ret = NULL;

       

        if( node != NULL )

        {

            ret = node->item;

        }

       

        return ret;

    }

    int LinkQueue_Length(LinkQueue* queue) // O(1)

    {

        return LinkList_Length(queue);

    }

    (2)SeqQueue

    main.c

    #include <stdio.h>

    #include <stdlib.h>

    #include "SeqQueue.h"

    /* run this program using the console pauser or add your own getch, system("pause") or input loop */

    int main(int argc, char *argv[])

    {

        SeqQueue* queue = SeqQueue_Create(20);

        int a[10] = {0};

        int i = 0;

       

        for(i=0; i<10; i++)

        {

            a[i] = i + 1;

           

            SeqQueue_Append(queue, a + i);

        }

       

        printf("Header: %d ", *(int*)SeqQueue_Header(queue));

        printf("Length: %d ", SeqQueue_Length(queue));

        printf("Capacity: %d ", SeqQueue_Capacity(queue));

       

        while( SeqQueue_Length(queue) > 0 )

        {

            printf("Retrieve: %d ", *(int*)SeqQueue_Retrieve(queue));

        }

       

        SeqQueue_Destroy(queue);

       

             return 0;

    }

    SeqList.h

    #ifndef _SEQLIST_H_

    #define _SEQLIST_H_

    typedef void SeqList;

    typedef void SeqListNode;

    SeqList* SeqList_Create(int capacity);

    void SeqList_Destroy(SeqList* list);

    void SeqList_Clear(SeqList* list);

    int SeqList_Length(SeqList* list);

    int SeqList_Capacity(SeqList* list);

    int SeqList_Insert(SeqList* list, SeqListNode* node, int pos);

    SeqListNode* SeqList_Get(SeqList* list, int pos);

    SeqListNode* SeqList_Delete(SeqList* list, int pos);

    #endif

    SeqList.c

    #include <stdio.h>

    #include <malloc.h>

    #include "SeqList.h"

    typedef unsigned int TSeqListNode;

    typedef struct _tag_SeqList

    {

        int capacity;

        int length;

        TSeqListNode* node;

    } TSeqList;

    SeqList* SeqList_Create(int capacity) // O(1)

    {

             TSeqList* ret = NULL;

        if( capacity >= 0 )

        {

            ret = (TSeqList*)malloc(sizeof(TSeqList) + sizeof(TSeqListNode) * capacity);

        }

        if( ret != NULL )

        {

            ret->capacity = capacity;

            ret->length = 0;

            ret->node = (TSeqListNode*)(ret + 1);

        }

        return ret;

    }

    void SeqList_Destroy(SeqList* list) // O(1)

    {

        free(list);

    }

    void SeqList_Clear(SeqList* list) // O(1)

    {

        TSeqList* sList = (TSeqList*)list;

        if( sList != NULL )

        {

            sList->length = 0;

        }

    }

    int SeqList_Length(SeqList* list) // O(1)

    {

        TSeqList* sList = (TSeqList*)list;

        int ret = -1;

        if( sList != NULL )

        {

            ret = sList->length;

        }

        return ret;

    }

    int SeqList_Capacity(SeqList* list) // O(1)

    {

        TSeqList* sList = (TSeqList*)list;

        int ret = -1;

        if( sList != NULL )

        {

            ret = sList->capacity;

        }

        return ret;

    }

    int SeqList_Insert(SeqList* list, SeqListNode* node, int pos) // O(n)

    {

        TSeqList* sList = (TSeqList*)list;

        int ret = (sList != NULL);

        int i = 0;

        ret = ret && (sList->length + 1 <= sList->capacity);

        ret = ret && (0 <= pos);

        if( ret )

        {

            if( pos >= sList->length )

            {

                pos = sList->length;

            }   

            for(i=sList->length; i>pos; i--)

            {

                sList->node[i] = sList->node[i-1];

            }  

            sList->node[i] = (TSeqListNode)node;

            sList->length++;

        }

        return ret;

    }

    SeqListNode* SeqList_Get(SeqList* list, int pos) // O(1)

    {

        TSeqList* sList = (TSeqList*)list;

        SeqListNode* ret = NULL;

        if( (sList != NULL) && (0 <= pos) && (pos <= sList->length) )

        {

            ret = (SeqListNode*)(sList->node[pos]);

        }

        return ret;

    }

    SeqListNode* SeqList_Delete(SeqList* list, int pos) // O(n)

    {

        TSeqList* sList = (TSeqList*)list;

        SeqListNode* ret = SeqList_Get(list, pos);

        int i = 0;

        if( ret != NULL )

        {

            for(i=pos+1; i<sList->length; i++)

            {

                sList->node[i-1] = sList->node[i];

            }   

            sList->length--;

        }

        return ret;

    }

    SeqQueue.h

    #ifndef _SEQQUEUE_H_

    #define _SEQQUEUE_H_

    typedef void SeqQueue;

    SeqQueue* SeqQueue_Create(int capacity);

    void SeqQueue_Destroy(SeqQueue* queue);

    void SeqQueue_Clear(SeqQueue* queue);

    int SeqQueue_Append(SeqQueue* queue, void* item);

    void* SeqQueue_Retrieve(SeqQueue* queue);

    void* SeqQueue_Header(SeqQueue* queue);

    int SeqQueue_Length(SeqQueue* queue);

    int SeqQueue_Capacity(SeqQueue* queue);

    #endif

    SeqQueue.c

    #include "SeqList.h"

    #include "SeqQueue.h"

    SeqQueue* SeqQueue_Create(int capacity) // O(1)

    {

        return SeqList_Create(capacity);

    }

    void SeqQueue_Destroy(SeqQueue* queue) // O(1)

    {

        SeqList_Destroy(queue);

    }

    void SeqQueue_Clear(SeqQueue* queue) // O(1)

    {

        SeqList_Clear(queue);

    }

    int SeqQueue_Append(SeqQueue* queue, void* item) // O(1)

    {

        return SeqList_Insert(queue, item, SeqList_Length(queue));

    }

    void* SeqQueue_Retrieve(SeqQueue* queue) // O(n)

    {

        return SeqList_Delete(queue, 0);

    }

    void* SeqQueue_Header(SeqQueue* queue) // O(1)

    {

        return SeqList_Get(queue, 0);

    }

    int SeqQueue_Length(SeqQueue* queue) // O(1)

    {

        return SeqList_Length(queue);

    }

    int SeqQueue_Capacity(SeqQueue* queue) // O(1)

    {

        return SeqList_Capacity(queue);

    }

    小结:    

    队列是一种特殊的线性表。

    对列只允许在线性表的头部和尾部进行操作。

    队列的实现方式有两种:顺序结构实现,链式结构实现。

  • 相关阅读:
    开发记录4
    开发记录3
    豆瓣的基础架构读后感
    开发记录2
    开发记录1
    大数据技术大作业1
    新浪微博平台架构读后感
    第一阶段冲刺第五天
    第一阶段冲刺第四天
    第一阶段冲刺第三天
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/free-1122/p/11322841.html
Copyright © 2020-2023  润新知