【数据结构与算法】基本数据结构——队列的链式表示

该队列为链式队列，初建队列时，队头和队尾均指向头结点，头结点中不存放
数据，只存放指针，头结点的下一个节点才开始存放数据，这这样做的目的是
为了在入队和出队时方便对队列的操作，而不用考虑特殊情况。

C语言源代码
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

typedef struct Node
{
int data;
struct Node *pNext;
}NODE,*PNODE;

typedef struct Queue
{
PNODE front; //队头指针
PNODE rear; //队尾指针
}QUEUE,*PQUEUE;

PQUEUE create_queue();
bool is_empty(PQUEUE);
void en_queue(PQUEUE, int);
bool de_queue(PQUEUE,int *);
void destroy_queue(PQUEUE);
void traverse_queue(PQUEUE);

int main()
{
int data_de = 0; //用来保存出队的元素值

//创建队列并进行入队测试
PQUEUE pS = create_queue();
en_queue(pS,2);
en_queue(pS,4);
en_queue(pS,6);
traverse_queue(pS);

//出队测试
if(de_queue(pS,&data_de))
printf("delete succeed,the deleted data is: %d\n",data_de);
else
printf("queue is empty! delete falied!\n");
traverse_queue(pS);

//销毁队列测试
destroy_queue(pS);
printf("queue destroyed!\n");
traverse_queue(pS);

return 0;
}

/*
创建一个空队列，队头指针和队尾指针都指向头结点，
头结点中不存放数据，只存放指针
*/
PQUEUE create_queue()
{
PQUEUE pS = (PQUEUE)malloc(sizeof(Queue));
pS->front = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
if(!pS || !pS->front)
{
printf("pS or front malloc failed!!");
exit(-1);
}
else
{
pS->rear = pS->front;
pS->front->pNext = NULL;
}
return pS;
}

/*
判断队列是否为空
*/
bool is_empty(PQUEUE pS)
{
if(pS->front == pS->rear)
return true;
else
return false;
}

/*
进队函数，从队尾进队，队头指针保持不变
*/
void en_queue(PQUEUE pS, int e)
{
PNODE pNew = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));
if(!pNew)
{
printf("pNew malloc failed");
exit(-1);
}
else
{
pNew->data = e;
pNew->pNext = NULL;
pS->rear->pNext = pNew;
pS->rear = pNew;
}
return;
}

/*
出队函数，从队头出队，队尾指针保持不变，但当最后一个元素出队时，
需要对队尾指针重新赋值，使其指向头结点
*/
bool de_queue(PQUEUE pS,int *pData)
{
if(is_empty(pS))
return false;
else
{
PNODE p = pS->front->pNext;
*pData = p->data;
pS->front->pNext = p->pNext;

//这里是队列头元素出队的特殊情况，一般情况下，删除队头元素时
//仅需修改头结点中的指针，但当队列中最后一个元素被删除时，
//队列尾指针也丢失了，因此需对队尾指针重新赋值（指向头结点）。
if(pS->rear == p)
pS->rear = pS->front;
free(p);
}
return true;
}

/*
遍历队列，从对头向队尾依次输出队中的元素
*/
void traverse_queue(PQUEUE pS)
{
if(is_empty(pS))
printf("there is no data in the queue!\n");
else
{
PNODE pCurrent = pS->front->pNext;
printf("Now datas int the queue are:\n");
while(pCurrent)
{
printf("%d ",pCurrent->data);
pCurrent = pCurrent->pNext;
}
printf("\n");
}
return;
}

/*
销毁队列,头结点也被销毁,最后也将pS节点销毁，并将其指向为空，避免垂直指针的产生
*/
void destroy_queue(PQUEUE pS)
{
if(is_empty(pS))
return;
else
{
while(pS->front)
{
pS->rear = pS->front->pNext;
free(pS->front);
pS->front = pS->rear;
}
}
free(pS);
pS = 0;
return;
}