數據結構 | 鏈表隊列（基本操作及圖示）

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基本概念：

• 和棧相反，隊列是一種先進先出（FIFO）的線性表。只允許在一端插入，在另一端刪除。
• 允許插入的叫"隊尾"（rear），允許刪除的叫"隊頭"（front）。

  

• 使用場景：操作系統的作業排隊。在允許多道程序運行的計算機系統中，同時有幾個作業運行。如果運行結果都需要通道輸出，則按照請求輸出的先后次序排隊。每當通道傳輸完畢可以接受新的輸出任務時，隊頭的作業先從隊列中退出作輸出操作。申請輸出的作業都從隊尾進入。

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基本操作：

/* 定義鏈表隊列 */

struct Node //結構體存放節點

struct LinkQueue //存放隊頭指針和隊尾指針,不存放在Node中是為了節省節點入隊時占用的內存空間

/* 初始化隊列 */

隊頭指針和隊尾指針共同申請一個內存空間

節點下一節指向NULL

注意：頭結點的數據為空

/* 入隊操作 */

申請新節點

輸入的數據elem存放在新節點數據中

新節點下一節指向NULL

尾節點的下一節點指向新節點

隊尾指針指向新節點

/* 出隊操作 */

節點指針p指向隊頭結點

隊頭結點指向第一節點

釋放指針p指向的節點

p指向NULL //避免野指針

/* 打印操作 */

由於頭節點為空，所以從第二節點開始打印，直到指向NULL時停止打印

實現代碼：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define OK 1
#define ERROE 0
#define OVERFLOW -2
typedef int Status;
typedef int QElemType;
typedef struct Node
{
    QElemType data;
    struct Node *next;
} QNode;
/* 當鏈式隊列的頭尾節點指針定義成為一個單獨的結構體,避免在新增節點時占用過多的空間 */
typedef struct
{
    QNode *front;
    QNode *rear;
} LinkQueue;
Status InitQueue(LinkQueue *Q)
{
    Q->front = Q->rear = (QNode *)malloc(sizeof(QNode));
    if (!Q->front)
        exit(OVERFLOW);
    Q->rear->next = NULL; //rear.next始終指向NULL,頭結點front不動
    return OK;
}
Status InQueue (LinkQueue *Q, int elem)
{
    QNode *p;
    p = (QNode *)malloc(sizeof(QNode));
    p->data = elem;
    p->next = NULL;
    Q->rear->next = p;
    Q->rear = p;
    return OK;
}
Status PrintQueue(LinkQueue Q)
{
    QNode *p;
    p = Q.front->next;
    printf("the queue is:");
    while(p != NULL)
    {
        printf("%d ", p->data);
        p = p->next;
    }
    return OK;
}
Status OutQueue(LinkQueue *Q)
{
    QNode *p;
    int i;
    printf("\nthe number of out queue:");
    scanf("%d", &i);
    while(i != 0)
    {
        p = Q->front;
        Q->front = Q->front->next;
        free(p);
        i--;
    }
    p = NULL;
    return OK;
}
Status EmptyQueue(LinkQueue Q)
{
    if (Q.front->next == NULL)
        printf("\nThe queue is empty!\n");
    return OK;
}
int main()
{
    LinkQueue queue;
    InitQueue(&queue);
    int elem;
    printf("input:");
    while(scanf("%d", &elem) != EOF)
    {
        InQueue(&queue, elem);
    }
    PrintQueue(queue);
    OutQueue(&queue);
    PrintQueue(queue);
    EmptyQueue(queue);
    return OK;
}