链表还会用吗？用链表实现队列（附算法源码）

本文主要介绍一下链表的特点和使用场景，并且用C语言基于链表实现了队列（FIFO）。

链表是一种灵活的数据结构，适合用于需要频繁插入和删除操作的场景，但在需要快速随机访问的情况下，数组或其它数据结构可能更为合适。

特点

1. 动态大小
   链表可以根据需要动态增长或缩小，不需要事先定义大小。
2. 非连续存储
   链表中的节点在内存中不必连续存储，每个节点通过指针连接。
3. 插入和删除效率高
   在链表中插入或删除节点的时间复杂度为 O(1)，只需调整指针即可，而在数组中可能需要移动大量元素，时间复杂度为 O(n)。
4. 访问效率低
   链表的随机访问效率较低，要访问某个节点需要从头遍历，时间复杂度为 O(n)。
   适用场景
5. 实现队列和栈

链表可以方便地实现队列（FIFO）和栈（LIFO）等数据结构，因为它们需要频繁的插入和删除操作。

2. 动态数据存储

当数据量不确定且需要频繁变化时，链表是一种合适的选择，例如实现动态数组的替代品。

3. 图和树的实现

链表可用于表示图的邻接表和树的节点结构，方便存储和遍历。

4. 内存管理

在需要频繁分配和释放内存的应用中，链表可以有效管理内存，避免内存碎片。

使用示例

下面是使用链表实现队列（FIFO）的 C 语言示例代码。包括基本的队列操作，如入队（enqueue）、出队（dequeue）。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 定义链表节点
struct Node {
    int data;
    struct Node* next;
};

// 定义队列结构
struct Queue {
    struct Node* front; // 队列前端
    struct Node* rear;  // 队列后端
};

// 创建新的节点
struct Node* createNode(int data) {
    struct Node* newNode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    newNode->data = data;
    newNode->next = NULL;
    return newNode;
}

// 初始化队列
struct Queue* createQueue() {
    struct Queue* queue = (struct Queue*)malloc(sizeof(struct Queue));
    queue->front = NULL;
    queue->rear = NULL;
    return queue;
}

// 入队操作
void enqueue(struct Queue* queue, int data) {
    struct Node* newNode = createNode(data);
    if (queue->rear == NULL) {
        // 如果队列为空，前端和后端都指向新节点
        queue->front = newNode;
        queue->rear = newNode;
    } else {
        // 否则，将新节点添加到队列后端
        queue->rear->next = newNode;
        queue->rear = newNode;
    }
    printf("%d 入队\n", data);
}

// 出队操作
int dequeue(struct Queue* queue) {
    if (queue->front == NULL) {
        printf("队列为空，无法出队\n");
        return -1; // 表示队列为空
    }
    struct Node* temp = queue->front;
    int data = temp->data;
    queue->front = queue->front->next;

    // 如果队列变为空，更新后端指针
    if (queue->front == NULL) {
        queue->rear = NULL;
    }
    free(temp);
    printf("%d 出队\n", data);
    return data;
}

// 打印队列内容
void printQueue(struct Queue* queue) {
    struct Node* current = queue->front;
    if (current == NULL) {
        printf("队列为空\n");
        return;
    }
    printf("队列内容: ");
    while (current != NULL) {
        printf("%d ", current->data);
        current = current->next;
    }
    printf("\n");
}

// 主函数
int main() {
    struct Queue* queue = createQueue();

    enqueue(queue, 10);
    enqueue(queue, 20);
    enqueue(queue, 30);
    printQueue(queue);

    dequeue(queue);
    printQueue(queue);

    dequeue(queue);
    printQueue(queue);

    dequeue(queue);
    printQueue(queue);

    dequeue(queue); // 尝试从空队列出队

    // 释放队列内存（可选）
    free(queue);

    return 0;
}

代码逻辑比较清晰，就不做过多解释了。