数据结构— —队列(链式存储)

链式存储

队列的链式存储结构，其实就是线性表的单链表，只不过它只是尾进头出而已，我们把它简称为链队列。为了操作上的方便，我们将队头指针指向链队列的头结点，而队尾指针指向终端节点

typedef int DataType;	//队列中元素类型
typedef struct _QNode 
{ //结点结构
    DataType data; 
    struct _QNode *next;
}QNode; 

typedef QNode * QueuePtr;

typedef struct Queue
{
    int	length; //队列的长度
	QueuePtr front;	//队头指针
	QueuePtr rear;	//队尾指针
}LinkQueue;

 链式队列操作图示

空队列时，front 和 rear 都指向空。

删除节点 

完整代码实现：

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <Windows.h>
#include <iostream> 
#include <iomanip> 

using namespace std;

#define MaxSize 5	//队列的最大容量 

typedef int DataType;	//队列中元素类型

typedef struct _QNode 
{ //结点结构
    DataType data; 
    struct _QNode *next;
}QNode; 

typedef QNode * QueuePtr;

typedef struct Queue
{
    int	length; //队列的长度
	QueuePtr front;	//队头指针
	QueuePtr rear;	//队尾指针
}LinkQueue;

//队列初始化，将队列初始化为空队列
void InitQueue(LinkQueue *LQ)
{
    if(!LQ) return ;
    LQ->length = 0;
    LQ->front = LQ->rear = NULL; //把对头和队尾指针同时置0
}

//判断队列为空
int IsEmpty(LinkQueue *LQ)
{ 
    if(!LQ) return 0; 

    if (LQ->front == NULL)
    { 
        return 1;
    } 

    return 0;
}

//判断队列是否为满
int IsFull(LinkQueue *LQ)
{
    if(!LQ) return 0;

    if (LQ->length == MaxSize)
    { 
        return 1;
    } 

        return 0;
}

//入队,将元素data插入到队列LQ中
int EnterQueue( LinkQueue *LQ,DataType data)
{ 
    if(!LQ) return 0;

    if(IsFull(LQ))
    {
        cout<<"无法插入元素 "<<data<<", 队列已满!"<<endl; 
        return 0;
    }

    QNode *qNode = new QNode; 
    qNode->data = data; 
    qNode->next = NULL;

    if(IsEmpty(LQ))
    {//空队列
        LQ->front = LQ->rear = qNode;
    }
    else 
    {
        LQ->rear->next =qNode;//在队尾插入节点qNode
	    LQ->rear = qNode;	//队尾指向新插入的节点
    }
    
    LQ->length++;
    return 1;
}

//出队，将队列中队头的元素出队，其后的第一个元素成为新的队首
int DeleteQueue(LinkQueue *LQ, DataType *data)
{
    QNode * tmp = NULL;

    if(!LQ || IsEmpty(LQ))
    { 
        cout<<"队列为空！"<<endl;
        return 0;
    }

    if(!data) return 0; 

    tmp = LQ->front;
    LQ->front = tmp->next;

    if(!LQ->front) 
        LQ->rear=NULL;//如果对头出列后不存在其他元素，则rear节点也要置空

    *data = tmp->data; 
    LQ->length--; 
    delete tmp;

    return 1;
}

//打印队列中的各元素
void PrintQueue(LinkQueue *LQ) 
{ 
    QueuePtr tmp; 

    if(!LQ) return ;

    if(LQ->front==NULL)
    {
        cout<<"队列为空！";
        return ;
    }

    tmp = LQ->front; 

    while(tmp)
    { 
        cout<<setw(4)<<tmp->data;
        tmp = tmp->next;
    }

    cout<<endl;
}

//获取队首元素，不出队
int GetHead(LinkQueue *LQ,DataType *data)
{ 
    if (!LQ || IsEmpty(LQ))
    { 
        cout<<"队列为空!"<<endl;
        return 0; 
    } 

    if(!data) return 0;

    *data = LQ->front->data;

    return 1;
}

//清空队列
void ClearQueue(LinkQueue *LQ)
{ 
    if(!LQ) return ;

    while(LQ->front)
    {
        QueuePtr tmp = LQ->front->next; 
        delete LQ->front; 
        LQ->front = tmp;
    }
   
    LQ->front = LQ->rear = NULL;
    LQ->length = 0;
}

//获取队列中元素的个数
int getLength(LinkQueue* LQ)
{ 
    if(!LQ) return 0;
    return LQ->length;
}

int main()
{
    LinkQueue *LQ = new LinkQueue;
    DataType data	= -1;	

    //初始化队列
    InitQueue(LQ);

    //入队
    for(int i=0; i<7; i++)
    { 
    EnterQueue(LQ, i);
    }

    //打印队列中的元素	
    printf("队列中的元素(总共%d 个)：", getLength(LQ));
    PrintQueue(LQ); cout<<endl;

    //出队
    //for(int i=0; i<10; i++)
    { 
        if(DeleteQueue(LQ, &data))
        { 
            cout<<"出队的元素是："<<data<<endl;
        }
        else 
        { 
            cout<<"出队失败！"<<endl;
        }
  //}

    //打印队列中的元素
    printf("出队一个元素后，队列中剩下的元素[%d]：", getLength(LQ));
    PrintQueue(LQ); cout<<endl;

    ClearQueue(LQ); cout<<"清空队列!\n";
    PrintQueue(LQ);

    //清理资源 
    delete LQ;

    system("pause"); 
    return 0;
}