个人笔记--(单链表)队列的初始化,入队和出队

这篇博客详细介绍了队列的基本操作,包括初始化、销毁、清空、判断队列是否为空、求队列长度、获取队头元素、入队、出队以及输出队列所有元素的C++实现。通过提供的代码示例,读者可以理解如何在实际编程中使用队列数据结构。

队列的一些基本操作

初始化队列

Status InitQueue(LinkQueue &q)
{
    q.front=q.rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));//申请空间
    if(!q.front)//内存不够,申请失败
        exit(OVERFLOW);
    q.front->next=NULL;//队头指针指向空
    return OK;
}

销毁队列

Status DestroyQueue(LinkQueue &q){
    while(q.front){
        q.rear=q.front->next;
        free(q.front);
        q.front=q.rear;
    }
    return OK;
}

清空队列

Status ClearQueue(LinkQueue &q)
{
	QueuePtr p1,p2;
	q.rear=q.front;
	p1=q.front->next;
	q.front->next=NULL;
	while(p1)
	{
		p2=p1;
		p1=p1->next;
		free(p2);	
	}
	return OK;
}

队列判空

Status EmptyQueue(LinkQueue &q)
{
	if(q.front->next==NULL)
		return 1;
	else
		return 0;
}

求队列长度

Status LengthQueue(LinkQueue &q)
{
	int len=0;
	QueuePtr p=q.front;
	while(q.rear!=p)
	{
		len++;
		p=p->next;
	}
	return len;
}

取队头元素

Status GetHead(LinkQueue Q,QElemType &e)
{
		QueuePtr p;
		if(q.front==q.rear)//队列为空,退出
			return ERROR;
		p=q.front->next;
		e=p->data;
		return OK;
}

入队

Status InsertQueue(LinkQueue &q,QElemType e){
    QueuePtr p;
    p=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
    if(!p)
        exit(OVERFLOW);
    p->data=e;
    p->next=NULL;
    q.rear->next=p;//插入队尾
    q.rear=p;//更新队尾
    return OK;
}

出队

Status DeleteQueue(LinkQueue &q,QElemType &e){
    QueuePtr p;
    if(q.front==q.rear)
        return ERROR;//队列为空了
    p=q.front->next;//取队头元素位置
    e=p->data;//取队头值
    q.front->next=p->next;//更新队头元素
    if(q.rear==p)//出队是队尾元素情况
        q.rear=q.front;
    free(p);//释放p
    return OK;
}

输出队列

Status ShowQueue(LinkQueue &q)
{
	QueuePtr p=q.front->next;
	while(p)
	{
		cout<<p->data<<' ';
		p=p->next;
	}
	cout<<endl;
	return OK;
}

完整代码

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define OK 1
#define ERROR 0
#define Listsize 100
typedef int Status;
typedef int QElemType;
typedef struct QNode{
	QElemType      data;
	struct QNode  *next;
}QNode, *QueuePtr;

typedef struct{
	QueuePtr front;
	QueuePtr rear;
}LinkQueue;

int init=0,des=0;
LinkQueue q;

Status InitQueue(LinkQueue &q)
{
    q.front=q.rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
    if(!q.front )
        exit(OVERFLOW);
    q.front->next=NULL;
    return OK;
}

Status DestroyQueue(LinkQueue &q){
    while(q.front){
        q.rear=q.front->next;
        free(q.front);
        q.front=q.rear;
    }
    return OK;
}

Status ClearQueue(LinkQueue &q)
{
	QueuePtr p1,p2;
	q.rear=q.front;
	p1=q.front->next;
	q.front->next=NULL;
	while(p1)
	{
		p2=p1;
		p1=p1->next;
		free(p2);	
	}
	return OK;
}

Status InsertQueue(LinkQueue &q,QElemType e){
    QueuePtr p;
    p=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
    if(!p)
        exit(OVERFLOW);
    p->data=e;
    p->next=NULL;
    q.rear->next=p;
    q.rear=p;
    return OK;
}

Status DeleteQueue(LinkQueue &q,QElemType &e){
    QueuePtr p;
    if(q.front==q.rear)
        return ERROR;
    p=q.front->next;
    e=p->data;
    q.front->next=p->next;
    if(q.rear==p)
        q.rear=q.front;
    free(p);
    return OK;
}

Status EmptyQueue(LinkQueue &q)
{
	if(q.front->next==NULL)
		return 1;
	else
		return 0;
}

Status LengthQueue(LinkQueue &q)
{
	int len=0;
	QueuePtr p=q.front;
	while(q.rear!=p)
	{
		len++;
		p=p->next;
	}
	return len;
}

Status GetHead(LinkQueue Q,QElemType &e)
{
		QueuePtr p;
		if(q.front==q.rear)
			return ERROR;
		p=q.front->next;
		e=p->data;
		return OK;
}

Status ShowQueue(LinkQueue &q)
{
	QueuePtr p=q.front->next;
	while(p)
	{
		cout<<p->data<<' ';
		p=p->next;
	}
	cout<<endl;
	return OK;
}

int main()
{
	int order,len,e;
	cout<<"*--------------队列--------------*"<<endl;
	cout<<"*---------1.初始化队列-----------*"<<endl;
	cout<<"*---------2.销毁队列-------------*"<<endl;
	cout<<"*---------3.清空队列-------------*"<<endl;
	cout<<"*---------4.队列判空-------------*"<<endl;
	cout<<"*---------5.求队列长度-----------*"<<endl;
	cout<<"*---------6.获取队头元素---------*"<<endl;
	cout<<"*---------7.入队-----------------*"<<endl;
	cout<<"*---------8.出队-----------------*"<<endl;
	cout<<"*---------9.输出所有元素---------*"<<endl;
	do{
	cout<<"请输入指令"<<endl;
	cin>>order;
	if(order==0 || order>9)
		cout<<"没有该指令"<<endl;
	else if(!init && order>1)
		cout<<"请先初始化队列"<<endl;
	else if(des && order>1)
		cout<<"队列已销毁,请先初始化"<<endl;
	else
		switch(order)
		{
			case 1:
				InitQueue(q);
				init=1;
				des=0;
				cout<<"初始化队列完成"<<endl;
				break;
			case 2:
				DestroyQueue(q);
				des=1;
				cout<<"队列已销毁"<<endl;
				break;
			case 3:
				ClearQueue(q);
				cout<<"队列已清空"<<endl;
				break;
			case 4:
				if(!EmptyQueue(q))
					cout<<"队列非空"<<endl;
				else
					cout<<"队列为空"<<endl;
				break;
			case 5:
				len=LengthQueue(q);
				cout<<"队列长度为:"<<len<<endl;
				break;
			case 6:
				if(!GetHead(q,e))
					cout<<"队列为空"<<endl; 
				else
					cout<<"队头元素为"<<e<<endl; 
				break;
			case 7:
				cout<<"请输入插入元素:";
				cin>>e;
				InsertQueue(q,e);
				cout<<"入队成功"<<endl;
				break;
			case 8:
				if(DeleteQueue(q,e))
					cout<<"出队成功"<<endl;
				else
					cout<<"队列为空"<<endl;
				break;
			case 9:
				cout<<"队列为:"<<endl;
				ShowQueue(q);
				break;
			default:
				cout<<"程序已退出"<<endl;
				break;
		}
	}while(order>=0);
	return 0;	 
}

篇末寄语:优秀的人,背后都是自虐式的自律。

### 回答1: 队列初始化: 1. 创建一个带头结点的循环链表,并设置指针指向头结点。 2. 初始化队列大小为0。 入队列: 1. 创建新的链表节点,并将新节点的值设置为要入队的值。 2. 将新节点插入到队尾元素节点之后。 3. 更新队尾元素节点的指针指向新节点。 4. 更新队列大小。 出队列: 1. 如果队列为空,返回null或者抛出异常。 2. 获取头结点的下一个节点,即要出队的节点。 3. 将头结点的下一个节点更新为要出队节点的下一个节点。 4. 更新队列大小。 5. 返回要出队的节点的值。 ### 回答2: 队列是一种先进先出(First In First Out,FIFO)的数据结构,可以用循环链表实现。循环链表中的每个节点都包含一个元素一个指针,指向下一个节点。 队列初始化,即创建一个空的队列,可以只需要创建一个带头结点的循环链表,并将队尾指针指向头结点即可。 入队操作是将新元素添加到队列的末尾,即在队尾指针的下一个位置插入新的节点。具体步骤如下: 1. 创建一个新的节点,设置新节点的元素值为要入队列的元素。 2. 将新节点的下一个指针指向队尾节点的下一个节点。 3. 将队尾节点的下一个指针指向新节点。 4. 更新队尾指针为新节点。 出队操作是移除队列的头元素,即将头结点的下一个节点删除。具体步骤如下: 1. 判断队列是否为空,即判断队尾指针是否指向头结点。如果是,表示队列为空,无法执行出队操作,提示出错并结束操作。 2. 将头结点的下一个指针指向要删除的节点的下一个节点。 3. 如果要删除的节点恰好是队尾节点,需要更新队尾指针为头结点。 4. 释放要删除的节点所占用的内存空间。 以上就是以带头结点的循环链表表示队列初始化入队出队列的算法过程。 ### 回答3: 队列是一种先进先出(First In First Out,FIFO)的数据结构,常用来实现缓冲区、作业调度等场景。循环链表可以很好地实现队列操作,带头结点的循环链表增加了代码的简化统一。 1. 队列初始化: 首先创建一个带头结点的循环链表,同时设置一个指针rear指向头结点。rear指针用于指向队尾元素节点,在初始时指向头结点。 2. 入队操作入队操作是将元素添加到队列的末尾。首先创建一个新节点,保存入队列的元素值。然后将新节点插入到rear指针所指向的节点后面,即新节点成为rear指针所指向节点的下一个节点。然后将rear指针指向新节点,保持rear指针始终指向队尾元素。 3. 出队操作出队操作是将队列中的元素从头部移除。首先判断链表是否为空,即判断头结点的下一个节点是否为空,若为空则队列为空,无法出队列。否则,记录头结点的下一个节点为删除节点,并将头结点的next指针指向删除节点的下一个节点。然后删除该节点,并释放其内存空间。 以上是以带头结点的循环链表表示队列队列初始化入队出队列的算法。这种实现方式可以很好地解决队列操作问题,并且只需一个指针指向队尾元素节点,简化了代码的编写。
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