【ADT】队列的基本C语言实现

queue.h

 1 #ifndef _QUEUE_H_
 2 #define _QUEUE_H_
 3 #include <stdbool.h>
 4 #define MAXQUEUE 10
 5
 6 // 定义队列类型
 7 typedef int Item;
 8
 9 // 队列的节点
10 typedef struct node
11 {
12     Item item;
13     struct node * next;
14 }Node;
15
16 typedef struct queue
17 {
18     Node * front; // 记录队列的第一项
19     Node * rear; // 记录队列的最后一项
20     int items; // 记录项数
21 }Queue;
22
23 void InitQueue(Queue * pq);
24 bool QueueIsFull(const Queue * pq);
25 bool QueueIsEmpty(const Queue * pq);
26 int QueueItemCount(const Queue * pq);
27 bool EnQueue(Item item, Queue * pq);
28 bool DeQueue(Item * pitem, Queue * pq);
29 void EmptyTheQueue(Queue * pq);
30
31 #endif

use_q.c /*功能函数的实现*/

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #include "queue.h"
 4
 5 static void CopyToNode(Item item, Node * pn) // 将内容复制到节点中
 6 {
 7     pn->item = item;
 8 }
 9 static void CopyToItem(Node * pn, Item * pi) //将一个项中的item内容复制给一个Item变量
10 {
11     *pi = pn->item;
12 }
13
14 void InitQueue(Queue * pq) // 初始化队列
15 {
16     pq->front = pq->rear = NULL; // 将队列的首尾指针都初始化为NULL
17     pq->items = 0;// 将项数初始化为0
18 }
19 bool QueueIsFull(const Queue * pq)
20 {
21     return pq->items == MAXQUEUE;
22 }
23 bool QueueIsEmpty(const Queue * pq)
24 {
25     return pq->items == 0;
26 }
27 int QueueItemCount(const Queue * pq)
28 {
29     return pq->items;
30 }
31 bool EnQueue(Item item, Queue * pq) // 在队列最后添加项
32 {
33     Node * pnew; // 创建一个新的节点
34
35     if (QueueIsFull(pq))
36         return false;
37     pnew = (Node *)malloc(sizeof(Node)); // 为新节点申请空间
38     if (pnew == NULL)
39     {
40         fprintf(stderr, "Unable to allocate memory!\n");
41         exit(EXIT_FAILURE);
42     }
43     CopyToNode(item, pnew); // 把item内容复制到新节点中
44     pnew->next = NULL; // 将新节点的next成员置为NULL，以表明这是当前队列的最后一项
45     if (QueueIsEmpty(pq)) // 如果队列是空的，将新节点作为队列的头项
46         pq->front = pnew;
47     else // 否则将新节点的地址放在队列尾项的next成员中
48         pq->rear->next = pnew;
49     pq->rear = pnew; // 将新节点作为队列的尾项
50     pq->items++;
51
52     return true;
53 }
54
55 bool DeQueue(Item * pitem, Queue * pq)
56 {
57     Node * pt;
58     // 这里的 pitem 和 pt 都用来存放删除项的内容
59     if (QueueIsEmpty(pq))
60         return false;
61     // 将删除项的内容复制给临时指针中
62     CopyToItem(pq->front, pitem);
63     pt = pq->front;
64
65     pq->front = pq->front->next;
66     free(pt);
67     pq->items--;
68     if (pq->items == 0) // 在删除最后一项时，要将尾指针和头指针同时设为NULL。
69         pq->rear = NULL;
70     return true;
71 }
72 void EmptyTheQueue(Queue * pq)
73 {
74     Item dummy;
75     while (!QueueIsEmpty(pq))
76         DeQueue(&dummy, pq);
77 }

main.c /* 用户接口 */

 1 #include <stdio.h>
 2 #include "queue.h"
 3
 4 int main(void)
 5 {
 6     Queue line;
 7     Item temp;
 8     char ch;
 9
10     InitQueue(&line);
11     puts("Testing the Queue interface.Type a to add a value,");
12     puts("type d to delete a value,and type q to quit.");
13     while ((ch = getchar()) != ‘q‘)
14     {
15         if (ch != ‘a‘&&ch != ‘d‘)
16             continue;
17         if (ch == ‘a‘)
18         {
19             printf("Interger to add:");
20             scanf("%d", &temp);
21             if (!QueueIsFull(&line))
22             {
23                 printf("Putting %d into queue\n", temp);
24                 EnQueue(temp, &line);
25             }
26             else
27                 puts("Queue is full!");
28         }
29         else
30         {
31             if (QueueIsEmpty(&line))
32                 puts("Nothing to delete!");
33             else
34             {
35                 DeQueue(&temp, &line);
36                 printf("%Removing %d from queue\n", temp);
37             }
38         }
39         printf("%d items in queue\n", QueueItemCount(&line));
40         puts("Type a to add,d to delete,q to quit:");
41     }
42     EmptyTheQueue(&line);
43     puts("Bye!");
44
45     return 0;
46 }