一、 隊列的定義
隊列簡稱隊，它也是一種運算受限的線性表，其限制僅允許在表的一端進行插入，而在表的另一端進行刪除。
把進行插入的一端稱做隊尾（rear），進行刪除的一端稱做隊首或隊頭（front）。
向隊列中插入新元素稱爲進隊或入隊，新元素進隊後就成爲新的隊尾元素；從隊列中刪除元素稱爲出隊或離隊，元素出隊後，其後繼元素就成爲隊首元素。
由於隊列的插入和刪除操作分別是在各自的一端進行的，每個元素必然按照進入的次序出隊，所以又把隊列稱爲先進先出表。
隊列的基本運算如下：
InitQueue(&q):初始化隊列。構造一個空隊列q。
DestroyQueue(&q):銷燬隊列。釋放隊列q佔用的存儲空間。
QueueEmpty(q):判斷隊列是否爲空。若隊列q爲空，則返回真；否則返回假。
enQueue(&q,e):進隊列。將元素e進隊作爲隊尾元素。
deQueue(&q,&e):出隊列。從隊列q中出隊一個元素，並將其值賦給e。
二、隊列的順序存儲結構及其基本運算的實現
假設隊列的元素個數最大不超過整數MaxSize,所有的元素都具有同一數據類型ElemType，則順序隊列類型SqQueue定義如下:
typedef struct
{ ElemType data[MaxSize]；
int front,rear；//隊首和隊尾指針
} SqQueue;
1）順序隊的四要素（初始時front=rear=-1）
隊空條件：front=rear
隊滿條件：rear＝MaxSize－1
元素e進隊：rear++;data[rear]=e;
元素e出隊：front++;e=data[front];
2） 順序隊中實現隊列的基本運算
（1）初始化隊列InitQueue(q)
構造一個空隊列q。將front和rear指針均設置成初始狀態即-1值。
void InitQueue(SqQueue *&q)
{ q=(SqQueue *)malloc (sizeof(SqQueue));
q->front=q->rear=-1;
}
（2）銷燬隊列DestroyQueue(q)
釋放隊列q佔用的存儲空間。
void DestroyQueue(SqQueue *&q)
{
free(q);
}
（3）判斷隊列是否爲空QueueEmpty(q)
若隊列q滿足q->front==q->rear條件，則返回true；否則返回false。
bool QueueEmpty(SqQueue *q)
{
return(q->front==q->rear);
}
（4）進隊列enQueue(q,e)
在隊列不滿的條件下，先將隊尾指針rear循環增1，然後將元素添加到該位置。
bool enQueue(SqQueue *&q,ElemType e)
{ if (q->rear==MaxSize-1) //隊滿上溢出
return false;
q->rear++;
q->data[q->rear]=e;
return true;
}
在隊列q不爲空的條件下，將隊首指針front循環增1，並將該位置的元素值賦給e。
bool deQueue(SqQueue *&q,ElemType &e)
{ if (q->front==q->rear) //隊空下溢出
return false;
q->front++;
e=q->data[q->front];
return true;
}
3）環形隊中實現隊列的基本運算
用rear==MaxSize-1作爲隊滿的條件有缺陷。可能隊列爲空，但仍滿足該條件。這時進隊時出現“上溢出”，這種溢出並不是真正的溢出，在data數組中存在可以存放元素的空位置，所以這是一種假溢出。
爲了能夠充分地使用數組中的存儲空間,把數組的前端和後端連接起來，形成一個環形的順序表，即把存儲隊列元素的表從邏輯上看成一個環，稱爲環形隊列或循環隊列。
環形隊列的四要素：
隊空條件：front==rear
隊滿條件：(rear+1)%MaxSize=front
進隊e操作：rear=(rear+1)%MaxSize; 將e放在rear處
出隊操作：front=(front+1)%MaxSize;取出front處元素e;
（1）初始化隊列InitQueue(q)
構造一個空隊列q。將front和rear指針均設置成初始狀態即0值。
void InitQueue(SqQueue *&q)
{ q=(SqQueue *)malloc (sizeof(SqQueue));
q->front=q->rear=0;
}
（2）進隊列enQueue(q,e)
在隊列不滿的條件下，先將隊尾指針rear循環增1，然後將元素添加到該位置。
bool enQueue(SqQueue *&q,ElemType e)
{ if ((q->rear+1)%MaxSize==q->front) //隊滿上溢出
return false;
q->rear=(q->rear+1)%MaxSize;
q->data[q->rear]=e;
return true;
}
（3）出隊列deQueue(q,e)
在隊列q不爲空的條件下，將隊首指針front循環增1，並將該位置的元素值賦給e。
bool deQueue(SqQueue *&q,ElemType &e)
{ if (q->front==q->rear) //隊空下溢出
return false;
q->front=(q->front+1)%MaxSize;
e=q->data[q->front];
return true;
}
三、 隊列的鏈式存儲結構及其基本運算的實現
鏈隊組成:
（1）存儲隊列元素的單鏈表
（2） 指向隊頭和隊尾指針的鏈隊頭節點
單鏈表中數據節點類型QNode定義如下:
typedef struct qnode
{ ElemType data; //數據元素
struct qnode *next;
} QNode;
鏈隊中頭節點類型LiQueue定義如下:
typedef struct
{ QNode *front; //指向單鏈表隊頭節點
QNode *rear; //指向單鏈表隊尾節點
} LiQueue;
鏈隊的4要素：
隊空條件：front=rear=NULL
隊滿條件：不考慮
進隊e操作：將包含e的節點插入到單鏈表表尾
出隊操作：刪除單鏈表首數據節點
在鏈隊存儲中,隊列的基本運算算法如下。
（1）初始化隊列InitQueue(q)
構造一個空隊列，即只創建一個鏈隊頭節點，其front和rear域均置爲NULL，不創建數據元素節點。對應算法如下:
void InitQueue(LiQueue *&q)
{ q=(LiQueue *)malloc(sizeof(LiQueue));
q->front=q->rear=NULL;
}
（2）銷燬隊列DestroyQueue(q)
釋放隊列佔用的存儲空間,包括鏈隊頭節點和所有數據節點的存儲空間。對應算法如下:
void DestroyQueue(LiQueue *&q)
{ QNode *p=q->front,*r; //p指向隊頭數據節點
if (p!=NULL) //釋放數據節點佔用空間
{ r=p->next;
while (r!=NULL)
{ free(p);
p=r;r=p->next;
}
}
free(p);
free(q); //釋放鏈隊節點佔用空間
}
（3）判斷隊列是否爲空QueueEmpty(q)
若鏈隊節點的rear域值爲NULL，表示隊列爲空，返回true；否則返回false。對應算法如下:
bool QueueEmpty(LiQueue *q)
{
return(q->rear==NULL);
}
（4） 入隊enQueue(q,e)
創建data域爲e的數據節點*s。
若原隊列爲空，則將鏈隊節點的兩個域均指向*s節點，否則將*s鏈到單鏈表的末尾，並讓鏈隊節點的rear域指向它。
void enQueue(LiQueue *&q,ElemType e)
{ QNode *p;
p=(QNode *)malloc(sizeof(QNode));
p->data=e;
p->next=NULL;
if (q->rear==NULL) //若鏈隊爲空,新節點是隊首節點又是隊尾節點
q->front=q->rear=p;
else
{ q->rear->next=p;//將*p節點鏈到隊尾,並將rear指向它
q->rear=p;
}
}
（5）出隊deQueue(q,e)
若原隊列不爲空，則將第一個數據節點的data域值賦給e,並刪除之。
若出隊之前隊列中只有一個節點，則需將鏈隊節點的兩個域均置爲NULL，表示隊列已爲空。對應的算法如下:
bool deQueue(LiQueue *&q,ElemType &e)
{ QNode *t;
if (q->rear==NULL) return false; //隊列爲空
t=q->front; //t指向第一個數據節點
if (q->front==q->rear) //隊列中只有一個節點時
q->front=q->rear=NULL;
else //隊列中有多個節點時
q->front=q->front->next;
e=t->data;
free(t);
return true;
}
