数据结构C语言第2版队列的创建及基本操作的实现

在 C 语言中，我们可以使用数组或链表来实现队列的数据结构。这里我会简单讲解基于数组的队列实现，因为数组操作相对简单直观。

**一、队列的创建**
首先，我们需要一个数组作为存储空间，以及两个指针 `front` 和 `rear` 分别表示队首和队尾的位置。创建时，初始化这两个指针为0，表示队列为空。

typedef struct {
    int capacity; // 队列容量
    int size;     // 当前元素数量
    int* data;    // 存储数据的数组
} Queue;
Queue* createQueue(int capacity) {
    Queue* queue = (Queue*)malloc(sizeof(Queue));
    if (!queue) {
        printf("内存分配失败");
        return NULL;
    }
    queue->capacity = capacity;
    queue->size = 0;
    queue->data = (int*)malloc(capacity * sizeof(int));
    if (!queue->data) {
        free(queue);
        return NULL;
    }
    queue->front = queue->rear = 0;
    return queue;
}

**二、基本操作实现**

1. **入队 (`enqueue`)**:
将元素添加到队尾。如果队列已满，则需要先扩容。

void enqueue(Queue* queue, int value) {
    if (queue->size == queue->capacity) {
        // 扩容
        queue->capacity *= 2;
        void* new_data = realloc(queue->data, queue->capacity * sizeof(int));
        if (!new_data) {
            printf("扩容失败");
            return;
        }
        queue->data = (int*)new_data;
    }
    queue->data[queue->rear] = value;
    queue->rear = (queue->rear + 1) % queue->capacity; // 循环索引
    queue->size++;
}

2. **出队 (`dequeue`)**:
如果队列非空，删除并返回队首元素，然后更新队首位置。

int dequeue(Queue* queue) {
    if (queue->size == 0) {
        printf("队列为空");
        return -1;
    }
    int value = queue->data[queue->front];
    queue->front = (queue->front + 1) % queue->capacity;
    queue->size--;
    return value;
}

3. **查看队头/队尾元素**:
可以通过直接访问 `queue->data[front]` 或 `queue->data[rear]` 来查看队头或队尾元素，无需实际出队/入队操作。