数据结构实验5---链队列的基本操作

（1）实验目的

通过该实验，使学生理解链队列的构造特点并灵活应用，掌握链队基本操作的编程实现，认识栈是在一端进行插入，在另一端进行删除集中操作的线性结构，掌握队列的“先入先出”操作特点，知道判断队列空和满的条件，进一步熟悉C语言中指针操作。

（2）实验内容

用链式存储结构，实现教材定义的队列的基本操作。

（3）参考界面

菜单中包括以下功能：

1.初始化队列，2.销毁队列，3.清空队列，4. 队列判空，5.求队列长度，6.获取队头元素，7.插入一个 元素，8.删除一个元素，9输出所有元素。

要求：自定义的函数中不允许出现提示语和输出语句。

（4）验收/测试用例

通过菜单调用各个操作，测试点：

1. 没有初始化前进行其他操作，程序是否能控制住；
2. 初始化一个队列；
3. 判队列空，屏幕显示队列为空；
4. 3个数入队， 3、5、7；
5. 队头长度，屏幕输出3；
6. 取队头元素，再判队列是否空，然后再判队列长度，（让学生知道取队头元素不改变队列中的内容，队头指针不发生改变）；
7. 出队，再判队列长度和显示队列中剩余的元素；（多次出队，队列为空之后再执行出队操作，是否提示队列为空）；
8. 入队一个元素2，再出队，再判断队列是否为空，（主要测试出队操作中特殊情况下的那两行代码是否写了）；
9. 销毁队，再做其他操作，判断程序是否能控制。

   #include<iostream>
   using namespace std;
   #define OK 1
   #define ERROR 0
   
   typedef int QElemType;
   typedef int Status;
   
   typedef struct QNode {
   	QElemType data;
   	struct QNode *next;
    }QNode,*QueuePtr;
   
   typedef struct {
   	QueuePtr front;
   	QueuePtr rear;
   }LinkQueue;
   
   //1.初始化队列
   Status InitQuene(LinkQueue& Q) {
   	Q.front = Q.rear = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
   	if (!Q.front) {
   		exit(OVERFLOW);
   	}
   	Q.front->next = NULL;
   	return OK;
   }
   
   //2.销毁队列
   Status DestroyQueue(LinkQueue& Q) {
   	while (Q.front) {
   		Q.rear = Q.front->next;
   		free(Q.front);
   		Q.front = Q.rear;
   	}
   	Q.front = Q.rear = NULL;
   	return OK;
   }
   //3.清空队列
   Status ClearQueue(LinkQueue& Q) {
   	QueuePtr p = Q.front->next, t;
   	Q.front->next = NULL;
   	while (p) {
   		t = p->next;
   		free(p);
   		p = t;
   	}
   	Q.rear = Q.front;
   	return OK;
   }
   
   //4. 队列判空
   Status QueueEmpty(LinkQueue Q) {
   	if (Q.front == Q.rear) {
   		return OK;
   	}
   	else {
   		return ERROR;
   	}
   }
   //5.求队列长度
   int QueueLength(LinkQueue Q) {
   	int length = 0;
   	while (Q.front != Q.rear) {
   		length++;
   		Q.front = Q.front->next;
   	}
   	return length;
   }
   
   //6.获取队头元素
   Status GetHead(LinkQueue Q,QElemType &e) {
   	e = Q.front->next->data;
   	return OK;
   }
   
   //7.插入一个元素
   Status EnQueue(LinkQueue& Q, QElemType e) {
   	QueuePtr p = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
   	if (!p) {
   		exit(OVERFLOW);
   	}
   	p->data = e;
   	p->next = NULL;
   	Q.rear->next = p;
   	Q.rear = p;
   	return OK;
   }
   
   //8.删除一个元素
   Status DeQueue(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;
   }
   
   //9.输出所有元素。
   Status Print(LinkQueue Q,QElemType&e) {
   	QueuePtr p;
   	p = Q.front->next;
   	while (p) {
   		e = p->data;
   		cout << e << endl;
   		p = p -> next;
   	}
   	return OK;
   }
   int main() {
   	LinkQueue Q;
   	Q.front = NULL;
   	Q.rear = NULL;
   	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.插入一个 元素" << endl;
   	cout << "8.删除一个元素" << endl;
   	cout << "9.输出所有元素" << endl;
   	cout << "输入负数，退出程序" << endl;
   	int flag = 1;
   	while (flag == 1) {
   		int select;
   		cout << "---------------------" << endl;
   		cout << "请输入你的选择：";
   		cin >> select;
   		switch (select) {
   		case 1:
   			InitQuene(Q);
   			if (Q.front != NULL) {
   				cout << "队列初始化完成！" << endl;
   			}
   			else {
   				cout << "队列初始化失败！请重新初始化~" << endl;
   			}
   			break;
   		case 2:
   			if (Q.front == NULL) {
   				cout << "队列未初始化" << endl;
   			}
   			else {
   				DestroyQueue(Q);
   				if (Q.front == NULL) {
   					cout << "销毁成功" << endl;
   				}
   				else {
   					cout << "销毁失败" << endl;
   				}
   			}
   			break;
   		case 3:
   			if (Q.front == NULL) {
   				cout << "队列未初始化" << endl;
   			}
   			else if (QueueEmpty(Q)) {
   			cout << "队列此时为空" << endl;
   			}
   			else {
   				ClearQueue(Q);
   				if (Q.front == Q.rear) {
   					cout << "清空成功" << endl;
   				}
   				else {
   					cout << "清空失败" << endl;
   				}
   			}
   			break;
   		case 4:
   			if (Q.front == NULL) {
   				cout << "队列未初始化" << endl;
   			}
   			else {
   				if (QueueEmpty(Q)) {
   					cout << "队列此时为空" << endl;
   				}
   				else {
   					cout << "队列此时不为空" << endl;
   				}
   			}
   			break;
   		case 5:
   			if(Q.front == NULL) {
   			cout << "队列未初始化" << endl;
   		}
   			else if (QueueEmpty(Q)) {
   				cout << "队列此时为空" << endl;
   			}
   			else {
   				cout << "此时长度为：" << QueueLength(Q) << endl;
   			}
   			break;
   		case 6:
   			if (Q.front == NULL) {
   				cout << "队列未初始化" << endl;
   			}
   			else {
   				if (QueueEmpty(Q)) {
   					cout << "队列此时为空" << endl;
   				}
   				else {
   					int e;
   					GetHead(Q, e);
   					cout << "队首元素为：" <<e<< endl;
   				}
   			}
   			break;
   		case 7:
   			
   			if (Q.front == NULL) {
   				cout << "队列未初始化" << endl;
   			}
   			else {
   				int option=1;
   				do {
   					int e;
   					cout << "请输入要插入的元素：";
   					cin >> e;
   					EnQueue(Q, e);
   					int select;
   					cout << "是否继续进行：1.继续 2.退出" << endl;
   					cout << "选择:";
   					cin >> select;
   					switch (select) {
   					case 1:
   						option = 1;
   						break;
   					case 2:
   						option = 0;
   						break;
   					}
   				} while (option==1);
   			}
   			break;
   		case 8:
   			if (Q.front == NULL) {
   				cout << "队列未初始化" << endl;
   			}
   			else {
   				if (QueueEmpty(Q)) {
   					cout << "队列此时为空" << endl;
   				}
   				else {
   					int e;
   					DeQueue(Q, e);
   					cout << "删除队头元素成功" << endl;
   				}
   			}
   			break;
   		case 9:
   			if (Q.front == NULL) {
   				cout << "队列未初始化" << endl;
   			}
   			else {
   				if (QueueEmpty(Q)) {
   					cout << "队列此时为空" << endl;
   				}
   				else {
   					int e;
   					Print(Q, e);
   				}
   			}
   			break;
   		default:
   			if (select < 0) {
   				flag = 0;
   				cout << "退出程序！欢迎下次使用" << endl;
   				break;
   			}
   			else {
   				cout << "输入的指令有误" << endl;
   			}
   		}
   	}
   }