【C++/数据结构】队列

零.导言

        和上次学习的栈一样，队列是一种数据结构，在后续的学习中可能经常使用，因此我们今天就来学习如何实现队列，以更好地使用它。

一.队列的模拟实现

        在类（class）Queue 中，包含成员变量和成员函数；同时，队列的实现要相对复杂一些。

我们先看代码：

#include<iostream>
#include<cassert>

using namespace std;

typedef int QueueDataType;

class Queue
{
public:
	Queue()
	{
		_phead = _ptail = nullptr;
		_size = 0;
	}

	~Queue()
	{
		QueueNode* pcur = _phead;
		while (pcur)
		{
			QueueNode* next = pcur->_next;
			free(pcur);
			pcur = next;
		}
		_phead = _ptail = nullptr;
		_size = 0;
	}

	void Push(QueueDataType n)
	{
		QueueNode* newnode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));
		if (newnode == nullptr)
		{
			perror("malloc fail!");
			exit(1);
		}
		newnode->_val = n;
		newnode->_next = nullptr;
		if (_phead == nullptr)
		{
			_phead = _ptail = newnode;
		}
		else
		{
			_ptail->_next = newnode;
			_ptail = _ptail->_next;
		}
		_size++;
	}

	bool isEmpty()
	{
		return _phead == nullptr;
	}

	void Pop()
	{
		assert(!isEmpty());
		if (_phead == _ptail)
		{
			free(_phead);
			_phead = _ptail = nullptr;
		}
		else
		{
			QueueNode* next = _phead->_next;
			free(_phead);
			_phead = next;
		}
		_size--;
	}

	QueueDataType Front()
	{
		assert(!isEmpty());
		return _phead->_val;
	}

	QueueDataType Back()
	{
		assert(!isEmpty());
		return _ptail->_val;
	}

	int Size()
	{
		return _size;
	}

private:
	class QueueNode
	{
		friend class Queue;
		QueueDataType _val;
		QueueNode* _next;
	};

	QueueNode* _phead;
	QueueNode* _ptail;
	int _size;
};

二.队列的相关解释

        如上：队列的实现需要定义两个结构体，第一是 QueueNode ，是链表的节点类型；第二是 Queue ，指向队列的头和尾。

        其中：构造函数和析构函数很容易辨认，Push 是向队尾插入数据，Pop 是从队头出数据，Front 是取队头数据，Back 是取队尾数据，Size 是返回有效元素个数。

三.队列的特性

        队列的特性是：所有数据都只能从队尾入，从队头出。和堆的形式相反，先进先出。运用这个特性，我们可以便捷的解决堆不好解决的问题。

四.相关链接

        【C++/数据结构】栈-CSDN博客

完