队列-数据结构

一、队列 FIFO

特点：先进先出，后进后出

允许从一段插入数据，另一端删除数据的线性存储结构

队尾：插入数据入队

队头：删除数据出队

管道实质上也是一个队列。

用途：缓存数据（主要是避免两者速度不匹配的，数据存取速度不匹配。）

二、队列类型

2.1、顺序队列

顺序队列---------》假溢出-----------------》循环队列（如果用顺序队列里面，我们主要用的就是循环队列）

队列中的假溢出是指当队列的存储空间实际上还有空闲位置时，由于队列的访问限制导致无法插入新的元素，从而表现出“溢出”的假象。在循环队列中，这种情况尤为常见。

循环队列是一种使用数组存储数据元素的线性数据结构，它利用数组的环状特性来处理队列的入队和出队操作。在循环队列中，通常有两个指针front和rear分别指向队列的第一个元素和最后一个元素的下一个位置。队列的空和满的条件是相同的，都是(rear + 1) % queueSize == front，其中queueSize是队列的容量。因此，当队列满时，即使数组中有空间，也会因为队列的规则认为它已经满了，无法再添加新元素，这时如果尝试入队，就会产生假溢出。

解决假溢出的方法

为了避免假溢出，可以在定义循环队列的时候预留一个位置，通常在初始化队列时，将front和rear都设置为0，但在判断队列满的条件中加入一个额外的判断条件，比如rear == front时队列为空，而(rear + 1) % queueSize == front时队列为满。

2.2、链式队列

1、创造队列

Queue_t *create_queue()
{
    Queue_t *queue = malloc(sizeof(Queue_t));
    if(queue == NULL)
    {
        return NULL;
    }
    queue->pfront = NULL;
    queue->prear = NULL;
    queue->clen =0;
    pthread_mutex_init(&(queue->mutex),NULL);
    return queue;
}

2、入队

int push_queue(Queue_t *queue,QDataType data)
{
    QNode_t *qnode = malloc(sizeof(QNode_t));
    if(qnode == NULL)
    {
        perror("malloc fail");
        return -1;
    }
    qnode->data = data;
    qnode->pnext = NULL;
    if(is_empty_queue(queue))
    {
        queue->prear = qnode;
        queue->pfront = qnode;
    }
    queue->prear->pnext = qnode;
    queue->prear = qnode;
    queue->clen++;
    return 0;
}

3、出队

int pop_queue(Queue_t *queue,QDataType *data)
{
    if(is_empty_queue(queue))
    {
        return 0;
    }
    QNode_t *qnode = queue->pfront;
    queue->pfront = qnode->pnext;
    if(data != NULL)
    {
        *data = qnode->data;
    }
    free(qnode);
    if(NULL == queue->pfront)
    {
        queue->prear = NULL;
    }
    queue->clen--;
    return 0;
}

4、得到队头元素

int get_queue_front(Queue_t *queue,QDataType *data)
{
    QNode_t *q = queue->pfront;
    *data = q->data;
    return 0;
}

5、清空队列

void clear_queue(Queue_t *queue)
{
    while(!is_empty_queue(queue))
    {
        pop_queue(queue,NULL);
        /*
        QNode_t *qnode = queue->pfront;
        queue->pfront = qnode->pnext;
        free(qnode);
        queue->clen--;*/
    }
}

6、销毁队列

    void destory_queue(Queue_t *queue)
{
    clear_queue(queue);
    free(queue);
}