数据结构（第三章栈与队列2）_orderinsert-优快云博客

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本文详细探讨了数据结构中的栈与队列概念，包括它们的基本操作、工作原理以及在实际问题中的应用。通过实例解析，阐述了栈的后进先出特性在递归、括号匹配等问题中的应用，以及队列的先进先出原则如何应用于任务调度和缓冲区管理。此外，还对比分析了栈和队列的异同，帮助读者深入理解这两种重要的数据结构。

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/*=========================
 * 队列的链式存储结构（链队）
 ==========================*/

#ifndef LINKQUEUE_H
#define LINKQUEUE_H

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>     // 提供malloc、realloc、free、exit原型
#include "Status.h"     //**▲01 绪论**//

/* 链队元素类型定义 */
typedef int QElemType;

// 队列元素结构
typedef struct QNode {
   
    QElemType data;
    struct QNode* next;
} QNode, * QueuePtr;

// 队列结构
typedef struct {
   
    QueuePtr front;     // 队头指针
    QueuePtr rear;      // 队尾指针
} LinkQueue;            // 队列的链式存储表示


/*
 * 初始化
 *
 * 构造一个空的链队。
 * 初始化成功则返回OK，否则返回ERROR。
 *
 *【注】
 * 这里的队列带有头结点
 */
Status InitQueue(LinkQueue* Q);

/*
 * 销毁(结构)
 *
 * 释放链队所占内存。
 */
Status DestroyQueue(LinkQueue* Q);

/*
 * 置空(内容)
 *
 * 这里需要释放链队中非头结点处的空间。
 */
Status ClearQueue(LinkQueue* Q);

/*
 * 判空
 *
 * 判断链队中是否包含有效数据。
 *
 * 返回值：
 * TRUE : 链队为空
 * FALSE: 链队不为空
 */
Status QueueEmpty(LinkQueue Q);

/*
 * 计数
 *
 * 返回链队包含的有效元素的数量。
 */
int QueueLength(LinkQueue Q);

/*
 * 取值
 *
 * 获取队头元素，将其存储到e中。
 * 如果可以找到，返回OK，否则，返回ERROR。
 */
Status GetHead(LinkQueue Q, QElemType* e);

/*
 * 入队
 *
 * 将元素e添加到队列尾部。
 */
Status EnQueue(LinkQueue* Q, QElemType e);

/*
 * 出队
 *
 * 移除队列头部的元素，将其存储到e中。
 */
Status DeQueue(LinkQueue* Q, QElemType* e);

/*
 * 遍历
 *
 * 用visit函数访问队列Q
 */
Status QueueTraverse(LinkQueue Q, void(Visit)(QElemType));

#endif

/*=========================
 * 队列的链式存储结构（链队）
 ==========================*/

#ifndef LINKQUEUE_C
#define LINKQUEUE_C

#include "LinkQueue.h"                    //**▲03 栈和队列**//

/*
 * 初始化
 *
 * 构造一个空的链队。
 * 初始化成功则返回OK，否则返回ERROR。
 *
 *【注】
 * 这里的队列带有头结点
 */
Status InitQueue(LinkQueue* Q) {
   
    if(Q == NULL) {
   
        return ERROR;
    }
    
    (*Q).front = (*Q).rear = (QueuePtr) malloc(sizeof(QNode));
    if(!(*Q).front) {
   
        exit(OVERFLOW);
    }
    
    (*Q).front->next = NULL;
    
    return OK;
}

/*
 * 销毁(结构)
 *
 * 释放链队所占内存。
 */
Status DestroyQueue(LinkQueue* Q) {
   
    if(Q == NULL) {
   
        return ERROR;
    }
    
    while((*Q).front) {
   
        (*Q).rear = (*Q).front->next;
        free((*Q).front);
        (*Q).front = (*Q).rear;
    }
    
    return OK;
}

/*
 * 置空(内容)
 *
 * 这里需要释放链队中非头结点处的空间。
 */
Status ClearQueue(LinkQueue* Q) {
   
    if(Q == NULL) {
   
        return ERROR;
    }
    
    (*Q).rear = (*Q).front->next;
    
    while((*Q).rear) {
   
        (*Q).front->next = (*Q).rear->next;
        free((*Q).rear);
        (*Q).rear = (*Q).front->next;
    }
    
    (*Q).rear = (*Q).front;
    
    return OK;
}

/*
 * 判空
 *
 * 判断链队中是否包含有效数据。
 *
 * 返回值：
 * TRUE : 链队为空
 * FALSE: 链队不为空
 */
Status QueueEmpty(LinkQueue Q) {
   
    if(Q.front == Q.rear) {
   
        return TRUE;
    } else {
   
        return FALSE;
    }
}

/*
 * 计数
 *
 * 返回链队包含的有效元素的数量。
 */
int QueueLength(LinkQueue Q) {
   
    int count = 0;
    QueuePtr p = Q.front;
    
    while(p != Q.rear) {
   
        count++;
        p = p->next;
    }
    
    return count;
}

/*
 * 取值
 *
 * 获取队头元素，将其存储到e中。
 * 如果可以找到，返回OK，否则，返回ERROR。
 */
Status GetHead(LinkQueue Q, QElemType* e) {
   
    QueuePtr p;
    
    if(Q.front == NULL || Q.front == Q.rear) {
   
        return ERROR;
    }
    
    p = Q.front->next;
    *e = p->data;
    
    return OK;
}

/*
 * 入队
 *
 * 将元素e添加到队列尾部。
 */
Status EnQueue(LinkQueue* Q, QElemType e) {
   
    QueuePtr p;
    
    if(Q == NULL || (*Q).front == NULL) {
   
        return ERROR;
    }
    
    p = (QueuePtr) malloc(sizeof(QNode));
    if(!p