队列的链式存储结构
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队列的链式存储结构，其实就是线性表的单链表，只不过它只是尾进头出而已，我们把它简称为链队列。为了操作上的方便，我们将队头指针指向链队列的头结点，而队尾指针指向终端节点。如果
空队列时，front和rear都指向头结点。
入队操作：
在队尾添加元素,先将队尾元素的next指向添加的元素，然后将队尾指针重新指向新的队尾即可。
出队操作：
头结结点指向的结点即为队头结点，出队操作，就是把队头结点干掉，先把头结点指向新的队头结点（也就是旧的队头结点的后继结点），然后释放旧的队头结点。如果链表除头结点外只剩一个元素时，则需将rear指向头结点即可。
下面是队列链式存储结构实现的具体代码：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#define QUEUESIZE 10
#define ERROR 0
#define OK 1
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define EleType int
#define Status int
//链队列结点
typedef struct QueueNode
{
EleType e;//数据域
struct QueueNode* next;//指针域
}QueueNode,*LinkQueuePoi;
typedef struct LinkQueue
{
LinkQueuePoi front;//指向头结点
LinkQueuePoi rear;//指向队尾
}LinkQueue;
/*
初始化链队列
链队列为空时，链队列队头指针队尾指针均指向头结点
*/
Status InitLinkQueue(LinkQueue* queue)
{
//空指针
if (!queue)
{
return ERROR;
}
QueueNode* node = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));//头结点
node->next = NULL;
queue->front = queue->rear = node;
return OK;
}
/*
清空链队列
将所有元素释放
*/
Status CleaerLinkQueue(LinkQueue* queue)
{
//空指针
if (!queue)
{
return ERROR;
}
//空链队列
if (queue->front == queue->rear)
{
return ERROR;
}
QueueNode* node = queue->front->next;//队头元素
while (node)
{
queue->front->next = node->next;//指向新的队头结点
if (queue->rear == node)//当删除的是队尾元素时，将队尾指针指向头结点
{
queue->rear = queue->front;
}
free(node);//释放旧的队头结点
node = queue->front->next;
}
return OK;
}
/*
判断链队列是否为空队列
*/
Status EmptyLinkQueue(LinkQueue* queue)
{
//空指针
if (!queue)
{
return ERROR;
}
//空链队列
if (queue->front == queue->rear)
{
return TRUE;
}
return FALSE;
}
/*
获取链队列长度
*/
int LengthLinkQueue(LinkQueue* queue)
{
//空指针
if (!queue)
{
return ERROR;
}
//空链队列
if (queue->front == queue->rear)
{
return 0;
}
QueueNode* node = queue->front->next;
int num = 0;
while (node)
{
node = node->next;
num++;
}
return num;
}
/*
在链队列队尾添加元素
先将新元素添加到链表尾部，然后将队列尾指针指向这个新元素
*/
Status AddQueue(LinkQueue* queue,EleType e)
{
//空指针
if (!queue)
{
return ERROR;
}
QueueNode* node = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));
if (!node)
{
return ERROR;
}
node->next = NULL;
node->e = e;
queue->rear->next = node;//将新结点添加到链表表中
queue->rear = node;//队尾指针指向新的队尾结点
return OK;
}
/*
从链队列中删除队头元素
先将头结结点指向新的队头结点，然后释放原来的队头结点
*/
Status DelQueue(LinkQueue* queue, EleType *e)
{
//空指针
if (!queue)
{
return ERROR;
}
//注意queue->front是头结点，头结点指向的结点才是队头结点
QueueNode* node = queue->front->next;//旧队头结点
*e = node->e;
queue->front->next = node->next;//队头指针指向新的队头结点
//当删除的是队尾元素时，将队尾指针指向头结点
if (node = queue->rear)
{
queue->rear = queue->front;
}
return OK;
}
/*
打印链队列元素
*/
void PrintfLinkQueue(LinkQueue* queue)
{
if (!queue)
{
return;
}
QueueNode* node = queue->front->next;
while (node)
{
printf("%d,", node->e);
node = node->next;
}
printf("\n");
return;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
LinkQueue queue;
InitLinkQueue(&queue);
AddQueue(&queue, 1);
AddQueue(&queue, 2);
AddQueue(&queue, 3);
AddQueue(&queue, 4);
AddQueue(&queue, 5);
AddQueue(&queue, 6);
AddQueue(&queue, 7);
AddQueue(&queue, 8);
AddQueue(&queue, 9);
printf("链队列元素个数：%d\n",LengthLinkQueue(&queue));
printf("展示元素：\n");
PrintfLinkQueue(&queue);
int e1, e2;
DelQueue(&queue, &e1);
DelQueue(&queue, &e2);
printf("删除元素：%d,%d\n", e1, e2);
printf("展示元素：\n");
PrintfLinkQueue(&queue);
printf("链队列元素个数：%d\n", LengthLinkQueue(&queue));
CleaerLinkQueue(&queue);
printf("清空元素后，长度为%d，rear = %p，front=%p",LengthLinkQueue(&queue), queue.rear,queue.front);
printf("\n");
return 0;
}
验证结果截图：
对于循环队列与链队列的比较，可以从时间和空间2方面来考虑，从时间上，他们的基本操作都是常数时间，即都为O(1)，不过循环队列是事先申请好空间，使用期间不释放，而对于链队列，每次申请和释放结点也会存在一些时间开销，如果入队出队频繁，则2者还是有些细微的差异。对于空间方面来说，循环队列必须有一个固定的长度，所以就有了存储元素个数和空间浪费的问题。而链队列就不存在这个问题，尽管它需要一些指针域，会产生一些空间上的开销，但也可以接受。所以在空间上，链队列更加灵活。
文章最后发布于: 2017-12-26 22:34:28
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来自： leikun153的博客
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