数据结构 | 链表队列（基本操作及图示）

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基本概念：

• 和栈相反，队列是一种先进先出（FIFO）的线性表。只允许在一端插入，在另一端删除。
• 允许插入的叫"队尾"（rear），允许删除的叫"队头"（front）。

  

• 使用场景：操作系统的作业排队。在允许多道程序运行的计算机系统中，同时有几个作业运行。如果运行结果都需要通道输出，则按照请求输出的先后次序排队。每当通道传输完毕可以接受新的输出任务时，队头的作业先从队列中退出作输出操作。申请输出的作业都从队尾进入。

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基本操作：

/* 定义链表队列 */

struct Node //结构体存放节点

struct LinkQueue //存放队头指针和队尾指针,不存放在Node中是为了节省节点入队时占用的内存空间

/* 初始化队列 */

队头指针和队尾指针共同申请一个内存空间

节点下一节指向NULL

注意：头结点的数据为空

/* 入队操作 */

申请新节点

输入的数据elem存放在新节点数据中

新节点下一节指向NULL

尾节点的下一节点指向新节点

队尾指针指向新节点

/* 出队操作 */

节点指针p指向队头结点

队头结点指向第一节点

释放指针p指向的节点

p指向NULL //避免野指针

/* 打印操作 */

由于头节点为空，所以从第二节点开始打印，直到指向NULL时停止打印

实现代码：

#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;
/* 当链式队列的头尾节点指针定义成为一个单独的结构体,避免在新增节点时占用过多的空间 */
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始终指向NULL,头结点front不动
    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;
}