用带头循环链表表示队列的问题

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本文探讨了循环队列中出列和入列操作的时间复杂度，指出仅使用尾指针时，这两种操作均为O(1)级别。同时强调了循环队列通常只需设置尾指针而不需额外头指针，简化了内存管理和提高了效率。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

前提：队列中的结点从队尾插入，从队头删除；队列中的结点的指向是从队头指向队尾，因为是循环链表，则队尾结点的下一个结点是队头。

    如果只设头指针，则出列容易，头指针往后移一个就行；入列则要遍历整个队列，确定队尾后再插入，所以出列是O(1)，入列是O(n)

    如果只设尾指针，则入列时直接插入，出列只须后移一个结点即可找到队头结点，都是常数级的时间耗费，即都是O(1)

    一般来说循环队列不用设头指针，只需一个指向尾结点的指针就行了，确定头和尾都很容易。
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假定一个单向循环链表来表示队列（即循环链队），该队列只设一个队尾指针，不设队首指针，试编写下列各种运算的算法： 1） 向循环链队插入一个元素值为x的结点。 2） 从循环链队中删除一个结点。 3） 访问队列
C语言数据结构-队列 循环链表表示队列 假设以带头结点的循环链表表示队列，并且只设一个指针指向队尾元素结点（注意不设头指针）
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假设以带头结点的循环链表表示队列，并且只设一个指针指向队尾元素结点（注意不设头指针），试编写相应的队列初始化、入队列和出队列的算法。
Jiangshang_jiu
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[C/C++]以带头结点的循环链表表示队列，并且只设一个指针指向队尾元素结点（不设头指针），实现队列的初始化，入队和出队。
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没有头指针采取从头结点往后遍历，找第一个出队的元素，如果没有找到（从头结点开始，然next等于头结点，说明绕了一圈），则返回-1； /* 以带头结点的循环链表表示队列，并且只设一个指针指向队尾元素结点（不设头指针）， 实现队列的初始化，入队和出队。 */ #include <stdio.h> #include <malloc.h> #define N 10 typedef struct node{ int data; struct node* next; }node,*
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假设以不带头结点的循环链表表示队列，并且只设一个指针指向队尾结点，但不设头指针。试设计相应的入队和出队的算法
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七:假设以带头结点的循环链表表示队列
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04-10
### 使用带头节点的循环链表实现队列 #### 方法概述 队列是一种遵循先进先出（FIFO）原则的数据结构。通过使用带头节点的循环链表来实现队列，可以充分利用链表动态存储的特点，同时简化边界条件处理。具体来说，在循环链表中定义一个额外的头节点作为辅助节点，该节点不保存实际数据，仅用于标记链表的起始位置。 为了高效操作队列，通常维护两个指针：`front` 和 `rear`。其中： - `front` 始终指向队首元素所在的节点； - `rear` 始终指向队尾元素所在的节点。 当执行入队操作时，新节点被添加到 `rear` 的后面；而出队操作则移除 `front` 所指向的节点[^1]。 --- #### 实现代码示例 以下是基于 C 语言的完整代码实现： ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义链表节点结构体 typedef struct Node { int data; struct Node* next; } Node; // 初始化循环链表队列 void initQueue(Node** front, Node** rear) { *front = (Node*)malloc(sizeof(Node)); // 创建头节点 (*front)->next = *front; // 头节点自环 *rear = *front; // 初始状态下前后指针均指向头节点 } // 入队操作 void enqueue(Node* rear, int value) { Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node)); newNode->data = value; newNode->next = rear->next; // 新节点连接到头节点 rear->next = newNode; // 更新当前尾部节点的下一跳为新节点 rear = newNode; // 移动尾指针到新的尾部节点 } // 出队操作 int dequeue(Node* front, Node** rear) { if (front->next == front) { // 队列为空的情况 printf("Queue is empty.\n"); return -1; } Node* temp = front->next; // 获取队首节点 int value = temp->data; // 记录要返回的值 front->next = temp->next; // 跳过原队首节点 free(temp); // 释放内存 if (front->next == front) { // 如果此时队列变空，则更新尾指针 *rear = front; } return value; } // 查看队首元素 int peekFront(Node* front) { if (front->next == front) { // 队列为空的情况 printf("Queue is empty.\n"); return -1; } return front->next->data; } // 销毁队列 void destroyQueue(Node* front) { if (front->next == front) { // 若队列已空，直接销毁头节点即可 free(front); return; } Node* current = front->next; Node* toFree; do { toFree = current; current = current->next; free(toFree); } while (current != front); free(front); // 最后释放头节点 } ``` --- #### 关键点解析 1. **初始化过程** 循环链表的初始状态是一个单节点构成的闭环，即只有头节点存在，并且其 `next` 指向自己。这样设计的好处是可以统一处理各种情况下的边界条件[^1]。 2. **入队逻辑** 当有新元素加入队列时，将其放置在当前尾节点之后的位置上，并调整尾指针使其指向新增加的节点。由于是循环链表，因此需要特别注意保持整个链条闭合的关系。 3. **出队机制** 若要取出最前面的一个项目，则只需改变头部指示器所指之处即可完成删除动作。需要注意的是，一旦全部清除完毕后应重新设定前端与末端均为哨兵节点的状态。 4. **特殊情形考虑** 在任何时刻都可能遇到空列表或者只有一个剩余项的情形下仍能正常运作非常重要。上述程序已经包含了这些特殊情况的手动检测部分[^3]。 --- #### 性能分析 对于每次插入或删除操作而言，时间复杂度皆为 O(1)，这是因为我们总是能够快速定位到所需修改的地方而无需扫描整条链路。空间消耗方面除了必要的对象外无其他开销，故总体效率较高。 --- 相关问题
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