《數據結構》C語言版——鏈隊列學習筆記

隊列：只允許在一端進行插入，在另一端進行刪除的線性表
鏈隊列：使用鏈表實現的隊列，具有隊頭指針和隊尾指針，指示隊列元素所在的位置

鏈隊列特性：
●只能隊尾插入元素，在隊頭刪除元素
●先進先出（First In First Out）的線性表，先進入的元素出隊，後進入的元素才能出隊

隊列示意圖：

空鏈隊列：

鏈隊的入棧操作：

鏈隊的出棧操作：

————————紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行————————

話不多說，把代碼開起來，這樣晦澀的概念纔不會顯得蒼白無力！！！

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<assert.h>//斷言

typedef int ElemType;//定義元素類型爲int型

/*鏈隊的結點類型*/
typedef struct QueueNode
{
	ElemType data;
	struct QueueNode *next;
}QueueNode,*PNode;

/*定義鏈隊結構*/
typedef struct LinkQueue
{
	PNode front;//隊頭指針指向頭結點
	PNode tail;//隊尾指針
}LinkQueue;

/*初始化鏈隊*/
void InitQueue(LinkQueue *Q)
{
//創建頭結點
	QueueNode *s=(QueueNode *)malloc(sizeof(QueueNode));
	assert(s!=NULL);
	Q->front=Q->tail=s;//隊頭指針和隊尾指針都指向新結點
	Q->tail->next=NULL;//隊尾結點的指針域置空
}

/*入隊*/
void EnQueue(LinkQueue *Q,ElemType x)
{
	//隊尾指針的next指向新創建的結點(新結點進行尾插)
	//更改尾指針tail的指向
    QueueNode *s=(QueueNode *)malloc(sizeof(QueueNode));
	assert(s!=NULL);
	s->data=x;
	s->next=NULL;//新結點的指針域爲空
	Q->tail->next=s;//尾結點的指針域保存新結點的地址
	Q->tail=s;//尾指針指向新結點
}

/*展示鏈隊元素*/
void ShowQueue(LinkQueue *Q)
{
	 QueueNode *p=Q->front->next;//指針p指向頭結點後第一個有效結點
	 printf("Front:>");
	 while(p!=NULL)
	 {
		printf("%d ",p->data);
		p=p->next;//指針p指向下一個有效結點
	 }
	 printf("<:Tail\n");
}

/*出隊*/
void DenQueue(LinkQueue *Q)
{
//出隊相當於頭部刪除結點的過程:頭結點的next指向第一個有效結點的後繼,然後釋放第一個有效結點
//注意:如果刪除隊尾結點,需要將隊尾指針tail再次指向頭結點
	if(Q->front==Q->tail)//空隊列
	return;
	QueueNode *p=Q->front->next;//指針p指向頭結點後第一個有效結點
	Q->front->next=p->next;//頭結點的指針域保存第二個有效結點的地址
	free(p);//釋放第一個有效結點
	if(p==Q->tail)//此時刪除最後一個結點(尾結點)
	Q->tail=Q->front;//隊尾指針指向頭結點
}

/*取鏈隊頭元素*/
void GetHead(LinkQueue *Q,ElemType *v)//用指針v帶回鏈隊頭元素
{
	if(Q->front==Q->tail)//空隊列
	return;
	QueueNode *p=Q->front->next;//指針p指向頭結點後第一個有效結點
	*v=p->data;//p->data等價於Q->front->next->data
}

/*求鏈隊長度*/
int Length(LinkQueue *Q)
{
	int len=0;//初始化長度爲0
	QueueNode *p=Q->front->next;//指針p指向頭結點後第一個有效結點
	while(p!=NULL)//只有結點不爲空,len增加
	{
		len++;
		p=p->next;
	}
	return len;
}

/*清除鏈隊*/
void ClearQueue(LinkQueue *Q)//除頭結點外,對所有結點進行清除
{
	if(Q->front==Q->tail)//如果頭指針與尾指針指向相同,則鏈隊爲空
	return;//無需清除
	QueueNode *p=Q->front->next;//指針p指向頭結點後第一個有效結點
	while(p!=NULL)
	{
		Q->front->next=p->next;//頭結點的指針域保存第二個有效結點的地址
		free(p);//釋放第一個有效結點
		p=Q->front->next;//指針p重新指向頭結點後第一個有效結點
	}
//釋放完成後,對尾部指針進行修改
	Q->tail=Q->front;//隊尾指針指向頭結點
}

/*銷燬鏈隊*/
void DestroyQueue(LinkQueue *Q)//清除的前提下釋放頭結點實現銷燬
{
	ClearQueue(Q);
	free(Q->front);//釋放頭結點
	Q->front=Q->tail=NULL;//隊頭和隊尾指針都賦空,預防野指針
}

void main()
{
	LinkQueue Q;
	ElemType e;//鏈隊頭元素
	InitQueue(&Q);
	for(int i=1;i<=10;++i)
	{
		EnQueue(&Q,i);
	}
	ShowQueue(&Q);
	printf("出隊\n");
	DenQueue(&Q);
	GetHead(&Q,&e);
	printf("鏈隊頭元素爲:%d\n",e);
	ShowQueue(&Q);
	printf("鏈隊的長度爲:%d\n",Length(&Q));
	printf("\n");
	printf("出隊\n");
	DenQueue(&Q);
	GetHead(&Q,&e);
	printf("鏈隊頭元素爲:%d\n",e);
	ShowQueue(&Q);
	printf("鏈隊的長度爲:%d\n",Length(&Q));
	printf("\n");
	printf("出隊\n");
	DenQueue(&Q);
	GetHead(&Q,&e);
	printf("鏈隊頭元素爲:%d\n",e);
	ShowQueue(&Q);
	printf("鏈隊的長度爲:%d\n",Length(&Q));
	printf("\n");
	printf("出隊\n");
	DenQueue(&Q);
	GetHead(&Q,&e);
	printf("鏈隊頭元素爲:%d\n",e);
	ShowQueue(&Q);
	printf("鏈隊的長度爲:%d\n",Length(&Q));
	printf("\n");
	ClearQueue(&Q);
	DestroyQueue(&Q);
}

運行結果：