栈与队列(五)链队列(链式结构)

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#数据结构 #队列 #链队列 #c语言

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本文介绍了链队列的基本概念及其实现方法，包括初始化、入队、出队和销毁等核心操作，并通过一个简单的字符输入输出实例展示了链队列的应用。

队列（以链式为主）

定义：是只允许在一端进行插入操作，而在另一端进行删除操作的线性表
与栈（后进先出）不同，队列是先进先出
队头（删除的一端）（指头结点）：出队列
队尾（插入的一端）（指an）：入队列

例子：输入的缓冲区就是按照队列
比如输入god 先进先出（输出），如果按照栈的思想就是输出为dog了。

队列的链式存储结构（栈一般是顺序，而队列是链式）简称，链队列

typedef int ElemType;//类型视情况而定

typedef struct QNode//结点结构,结点
{
    ElemType data;//数据域
    struct QNode *next;//指向下一个数据，指针域
}QNode,*QueuePtr;//结构体变量和结构体指针

typedef struct    
{
    QueuePtr front;//队头指针
    QueuePtr rear;//队尾指针
}LinkQueue;

将队头指针指向链队列的头结点，队尾指针指向终端结点(an).(注：头结点不是必要的，但为了方便，我们加上。)
front指向头结点，下一个是a1，rear指向终端结点an。
当为空队列时front和rear都指向头结点

一、创建一个队列
两个任务：（1）.在内存中创建一个头结点（2）.将队列的头指针和尾指针都指向这个生成的头结点，此时为空队列（一个初始化阶段）

void initQueue(LinkQueue *q)//q为结构体指针，初始化
{
     q->front=q->rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));//用malloc动态生成头结点，然后队头队尾指针指向这个头结点
     if(!q->front)
        exit(0);
     q->front->next=NULL;//空队列
}

二、入队列操作

void InserQueue(LinkQueue *q,ElemType e)
{
     QueuePtr p;
     p=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));//申请一个p结点
     if(p==NULL)
       exit(0);
     p-data=e;//p的数据域为要插入的值e
     p->next=NULL;//p的指针域next的下一个为NULL
     q->rear->next=p;//本来q->rear->next为NULL，现在将p赋值给它，先连接起来
     q->rear=p;//最后直接将p结点赋值给q，p就不要了，可以扔了
}

三、出队列操作
将队列中的第一个元素移除，队头指针不发生改变，改变头结点的next指针即可
就是直接将头结点next指向下一个元素
如果原队列只有一个元素，那么我们应该处理一下队尾指针

void DeleteQueue(LinkQueue *q,ElemType *e)
{
     QueuePtr p;
     if(q->front==q->rear)//空队列
         return;
     p=q->front->next;//将欲删除的队头结点暂存给p
     *e=p->data;//将欲删除的队头结点的值赋值给e    
     q->front->next=p->next;//将原队头接待的后继p->next赋值给头结点后继
     if(q->rear==p)//意思为队列中只有一个元素，即处理队尾指针，q->rear指向头结点
       q->rear=q->front;
     free(p);
}

四、销毁一个队列
由于链队列建立再内存的动态区，因此当一个队列不再有用时应当把它及时销毁，以免过多占内存

void DestroyQueue(LinkQueue *q)
{
     while(q->front){
       q->rear=q->front->next;
       free(q->front);
       q->front=q->rear;
    }
}

五、实例：输入一组字符然后打印出来

/*************************************************************************
    > File Name: 链队列.c
    > Author: geeker
    > Mail: 932834897@qq.com
    > Created Time: 2017年02月11日 星期六 12时50分07秒
 ************************************************************************/

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<stdlib.h>
typedef char ElemType;

typedef struct QNode
{
    ElemType data;
    struct QNode *next;
}QNode,*QueuePtr;

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

void initQueue(LinkQueue *q)//初始化
{
    q->front=q->rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
    if(!q->front)
        exit(0);
    q->front->next=NULL;
}

void InsertQueue(LinkQueue *q,ElemType e)//入队列
{
    QueuePtr p;
    p=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
    if(p==NULL)
        exit(0);
    p->data=e;
    p->next=NULL;
    q->rear->next=p;
    q->rear=p;
}

void DeleteQueue(LinkQueue *q,ElemType *e)//出队列
{
    QueuePtr p;
    if(q->front==q->rear)
        return;
    p=q->front->next;
    *e=p->data;
    q->front->next=p->next;
    if(q->rear==p)
        q->rear=q->front;
    free(p);
}

void DestroyQueue(LinkQueue *q)//销毁一个队列
{
    while(q->front){
        q->rear=q->front->next;
        free(q->front);
        q->front=q->rear;
    }
}

int main()
{
    ElemType c;
    LinkQueue s;

    initQueue(&s);
    printf("请输入一个字符串，并#为结束输入:\n");
    scanf("%c",&c);

    while(c!='#')
    {
        InsertQueue(&s,c);
        scanf("%c",&c);
    }
    printf("打印队列中的元素");
        while(s.front!=s.rear)//注意这里不是指值，而是指位置
        {
            DeleteQueue(&s,&c);
            printf("%c",c);
        }
    DestroyQueue(&s);
    return 0;
}

//abcdefg#
//输出：abcdefg