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目录
一、链式队列的定义 二、链式队列的实现 三、链式队列的基本操作
①初始化 ②判空 ③入队 ④出队 ⑤获取长度 ⑥打印
四、循环队列的应用 五、总结 六、全部代码 七、结果
在数据结构中#xff0c;队列#xff08;Queue#xff09;是一种常见…数据结构中的链式队列
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一、链式队列的定义 二、链式队列的实现 三、链式队列的基本操作
①初始化 ②判空 ③入队 ④出队 ⑤获取长度 ⑥打印
四、循环队列的应用 五、总结 六、全部代码 七、结果
在数据结构中队列Queue是一种常见的线性数据结构遵循先进先出First In First OutFIFO的原则。链式队列是队列的一种实现方式它使用链表来存储队列中的元素。本篇博客将详细介绍链式队列的定义、实现和基本操作并附带有带有注释的示例代码。 一、链式队列的定义
链式队列是通过链表实现的一种队列它将队列的元素通过指针连接起来。链式队列不需要预先分配固定大小的存储空间因此可以动态增长更加灵活。 二、链式队列的实现
// 定义节点结构
typedef struct Node {int data;struct Node* next;
} Node;// 定义链式队列
typedef struct {Node* front;Node* rear;
} LinkedQueue;三、链式队列的基本操作 ①初始化链式队列
// 初始化链式队列
void initLinkedQueue(LinkedQueue* queue) {queue-front NULL;queue-rear NULL;
}②判断队列是否为空
// 判断队列是否为空
int isEmpty(LinkedQueue* queue) {return queue-front NULL;
}③入队操作
// 入队操作
void enqueue(LinkedQueue* queue, TypeData value) {// 创建新节点Node* newNode (Node*)malloc(sizeof(Node));newNode-data value;newNode-next NULL;if (isEmpty(queue)) {// 队列为空新节点成为队头queue-front newNode;queue-rear newNode;} else {// 将新节点插入到队尾queue-rear-next newNode;queue-rear newNode;}
}④ 出队操作
// 出队操作
int dequeue(LinkedQueue* queue) {int value -1;if (!isEmpty(queue)) {// 保存队头节点的值value queue-front-data;// 删除队头节点Node* temp queue-front;queue-front queue-front-next;free(temp);// 队列为空时更新rear指针if (queue-front NULL) {queue-rear NULL;}}return value;
}⑤获取队列中元素的个数
// 获取队列的长度
int getQueueLength(LinkedQueue* queue) {Node* current queue-front;int length 0;while (current ! NULL) {length;current current-next;}return length;
}⑥打印队列内元素
// 打印队列内的元素
void printQueue(LinkedQueue* queue) {Node* current queue-front;printf(Queue: );while (current ! NULL) {printf(%d , current-data);current current-next;}printf(\n);
}四、链式队列的应用
链式队列适用于在不确定队列大小的情况下动态地存储数据。它可以用于解决生产者-消费者问题以及在需要异步处理数据的情况下。 五、总结
①入队操作
当队列为空时新节点既是队头也是队尾。当队列不为空时将新节点插入到队尾并更新rear指针为新节点。入队操作涉及动态内存分配要注意释放节点内存以避免内存泄漏。
②出队操作
在出队操作之前要先检查队列是否为空避免出现空队列的错误。出队操作要删除队头节点并更新front指针为下一个节点。如果队列为空同时要更新rear指针为空。
③判断队列是否为空
需要根据front指针是否为空来判断队列是否为空。
④获取队列长度
需要遍历队列中的节点并计算节点个数来获取队列长度。
⑤动态内存管理
在链式队列中需要使用malloc函数为节点分配内存空间。在节点不再需要时要使用free函数释放节点的内存空间以避免内存泄漏。
⑥打印队列元素
可以通过遍历队列的节点并输出节点的数据来打印队列中的元素。
⑦队列的初始化
在使用链式队列之前要先对其进行初始化将front和rear指针都设置为空。
⑧注意空队列和满队列
链式队列一般不会出现满队列的情况但要注意空队列的处理以避免出现空指针引用错误。
⑨链表的插入和删除
在链式队列中入队操作涉及链表的插入而出队操作涉及链表的删除。要确保插入和删除的指针操作正确避免出现内存泄漏或者空指针错误。
⑩异常处理
在队列操作时要考虑异常情况如空队列出队、空指针操作等要对这些情况进行适当的处理避免程序崩溃或出现不可预料的错误。 六、全部代码
①listqueue.h
#ifndef _LISTQUEUE_H_
#define _LISTQUEUE_H_
#include stdio.h
#include stdlib.h
typedef int TypeData;
typedef struct Node {TypeData data;struct Node* next;
} Node;typedef struct {Node* front;Node* rear;
} LinkedQueue;// 初始化链式队列
void initLinkedQueue(LinkedQueue* queue);// 判断队列是否为空
int isEmpty(LinkedQueue* queue);// 入队操作
void enqueue(LinkedQueue* queue, TypeData value) ;// 出队操作
int dequeue(LinkedQueue* queue);// 获取队列的长度
int getQueueLength(LinkedQueue* queue)// 打印队列内的元素
void printQueue(LinkedQueue* queue);#endif②listqueue.c
#include listqueue.h
// 初始化链式队列
void initLinkedQueue(LinkedQueue* queue) {queue-front NULL;queue-rear NULL;
}// 判断队列是否为空
int isEmpty(LinkedQueue* queue) {return queue-front NULL;
}// 入队操作
void enqueue(LinkedQueue* queue, TypeData value) {// 创建新节点Node* newNode (Node*)malloc(sizeof(Node));newNode-data value;newNode-next NULL;if (isEmpty(queue)) {// 队列为空新节点成为队头queue-front newNode;queue-rear newNode;} else {// 将新节点插入到队尾queue-rear-next newNode;queue-rear newNode;}
}// 出队操作
int dequeue(LinkedQueue* queue) {int value -1;if (!isEmpty(queue)) {// 保存队头节点的值value queue-front-data;// 删除队头节点Node* temp queue-front;queue-front queue-front-next;free(temp);// 队列为空时更新rear指针if (queue-front NULL) {queue-rear NULL;}}return value;
}// 获取队列的长度
int getQueueLength(LinkedQueue* queue) {Node* current queue-front;int length 0;while (current ! NULL) {length;current current-next;}return length;
}// 打印队列内的元素
void printQueue(LinkedQueue* queue) {Node* current queue-front;printf(Queue: );while (current ! NULL) {printf(%d , current-data);current current-next;}printf(\n);
}③listqueue_main.c
#include listqueue.h
#include listqueue.c
int main() {LinkedQueue queue;initLinkedQueue(queue);// 入队操作enqueue(queue, 10);enqueue(queue, 20);enqueue(queue, 30);// 打印队列内的元素printQueue(queue);// 获取队列长度int length getQueueLength(queue);printf(Queue length: %d\n, length);// 出队操作int value dequeue(queue);printf(Dequeued value: %d\n, value);// 打印出队后的队列printQueue(queue);// 获取出队后的队列长度length getQueueLength(queue);printf(Queue length: %d\n, length);return 0;
}七、结果
