隊列的鏈式存儲結構

1 鏈隊列的存儲結構

　　將對頭指針front指向鏈隊列的頭結點，隊尾指針rear指向終端結點。

　　空隊列時，頭指針front和尾指針rear都指向頭結點。

　　鏈隊列的存儲結構為：

typedef int QElemType;
typedef struct QNode {            //結點結構
    QElemType data;
    struct QNode *next;
}QNode;

typedef struct QNode * QueuePtr;

typedef struct {                //隊列的鏈表結構
    QueuePtr rear;
    QueuePtr front;
}LinkQueue;

2 入隊操作

//插入元素e為Q的新的隊尾結點
Status EnQueue(QueuePtr Q, QElemType e) {
    QueuePtr q = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
    if (!q) {                //存儲分配失敗
        exit(OVERFLOW);
    }
    q->data = e;
    q->next = NULL;
    Q->rear->next = q;
    Q->rear = q;
    return OK;
}

3 出隊操作

　　出隊操作，就是頭結點的后繼結點出隊，將頭結點的后繼改為它后面的結點。

　　若鏈表除頭結點外只剩一個元素時，則需將rear指針指向頭結點。

//若隊列不空，刪除Q的隊頭元素，用e返回其值，並返回OK，否則返回ERROR。
Status DeQueue(QueuePtr Q, QElemType *e) {
    QueuePtr q;
    if (Q->rear == Q->front) {        //空隊列
        return ERROR;
    }
    q = Q->front->next;                //q指向第一個結點
    *e = q->data;
    Q->front->next = q->next;

    if (Q->rear == p) {                //若隊頭就是隊尾，刪除后，需要將rear指針指向頭結點
        Q->rear = Q->front;
    }
    free(q);
    return OK;
}

4 循環隊列與鏈隊列的比較

　　從時間上考慮，循環隊列和鏈隊列的基本操作都是O(1),不過循環隊列是事先已申請好空間，使用期間不會釋放。而對於鏈隊列，每次申請和釋放結點也會存在一些時間開銷。如果入隊和出隊頻繁，兩者還是有細微差異的。
　　從空間來說，循環隊列必須有一個固定的長度，所以就有了存儲元素個數和空間浪費的問題。而鏈隊列不存在這個問題，盡管它需要一個指針域，會產生一些空間上的開銷，但是是可以接受的。所以從空間上說，鏈隊列更加靈活。
　　總的來說，在可以確定鏈隊列最大長度的情況下，建議使用循環隊列。如果無法預估隊列的長度，則使用鏈隊列。