(C语言)队列的链式实现(数据结构十一)

1.数据类型定义

在代码中为了清楚的表示一些错误和函数运行状态，我们预先定义一些变量来表示这些状态。在head.h头文件中有如下定义：

//定义数据结构中要用到的一些变量和类型
#ifndef HEAD_H
#define HEAD_H

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

#define TRUE  1
#define FALSE 0
#define OK    1
#define ERROR  0
#define INFEASIBLE -1
#define OVERFLOW   -2    //分配内存出错

typedef int  Status;     //函数返回值类型
typedef int  ElemType;   //用户定义的数据类型

#endif

2.数据结构实现

typedef struct Node{
ElemType data;
struct Node* next;
}Node,*pNode;

typedef struct LinkQueue{
pNode head;
pNode tail;
int  length;
}LinkQueue,*pLinkQueue;

3.队列链式实现

LinkQueue.h代码实现如下：

#ifndef LINKQUEUE_H
#define LINKQUEUE_H

#include "head.h"

typedef struct Node{
ElemType data;
struct Node* next;
}Node,*pNode;

typedef struct LinkQueue{
pNode head;
pNode tail;
int  length;
}LinkQueue,*pLinkQueue;

//初始化队列
Status InitQueue(pLinkQueue &Q){
Q=(pLinkQueue)malloc(sizeof(LinkQueue));
if(!Q) return OVERFLOW;
pNode p=(pNode)malloc(sizeof(Node));
if(!p) return OVERFLOW;
p->next=NULL;
Q->head=p;
Q->tail=p;
Q->length=0;
return OK;
}

//队列长度
Status QueueLength(pLinkQueue Q){
if(Q==NULL) return ERROR;
return Q->length;
}
//队列是否为空
Status QueueEmpty(pLinkQueue Q){

return QueueLength(Q)==0;
}

//取得队头数据
Status GetHead(pLinkQueue Q,ElemType &e){
if(QueueLength(Q)<1) return ERROR;
e=Q->head->next->data;
return true;
}
//从队尾插入数据
Status InsertQueue(pLinkQueue &Q,ElemType e){
pNode q=Q->tail;
pNode p=(pNode)malloc(sizeof(Node));
p->data=e;
p->next=NULL;
Q->tail=p;
q->next=Q->tail;
Q->length++;
return true;
}
//从队头删除数据
Status DeleteQueue(pLinkQueue &Q,ElemType &e){
if(QueueLength(Q)<1) return ERROR;
if(QueueLength(Q)==1){
e=Q->tail->data;
}else{
pNode p=Q->head;
Q->head=p->next;
e=Q->head->data;
free(p);
}
Q->length--;
return true;
}
//用(*visit)()遍历队列
Status QueueTraverse(pLinkQueue &Q,Status (*visit)(ElemType)){
pNode p=Q->head;
do{
p=p->next;
(*visit)(p->data);
}while((p!=Q->tail));
return true;
}
Status print(ElemType e){
printf("%d<<",e);
return true;
}
//输出队列
Status printQueue(pLinkQueue Q){
if(QueueLength(Q)<1) return ERROR;
printf("\nhead<<");
QueueTraverse(Q,print);
printf("tail\n");
return true;
}
//清空队列
Status ClearQueue(pLinkQueue &Q){
while(!QueueEmpty(Q)){
ElemType e;
DeleteQueue(Q,e);
}
return OK;
}
//销毁队列
Status DestroyQueue(pLinkQueue &Q){
ClearQueue(Q);
free(Q->head);
free(Q->tail);
free(Q);
Q=NULL;
return OK;
}

#endif

4.测试队列

#include "LinkQueue.h"
void main(){
pLinkQueue Q;
InitQueue(Q);
for (int i=0;i<10;i++)
{
InsertQueue(Q,i);
}

printQueue(Q);

ElemType e2;
DeleteQueue(Q,e2);
printf("\n删除队列头：%d",e2);

printQueue(Q);

printf("\n队列长度：%d",QueueLength(Q));

ElemType e;
GetHead(Q,e);
printf("\n队列头:%d",e);

ClearQueue(Q);
DestroyQueue(Q);

}

5.测试结果如下

head<<0<<1<<2<<3<<4<<5<<6<<7<<8<<9<<tail

删除队列头：0
head<<1<<2<<3<<4<<5<<6<<7<<8<<9<<tail

队列长度：9
队列头:1