数据结构与算法学习：8.链队列、循环队列

• 链队列
• • 链队列的初始化
  • 队列的打印
  • 入队
  • 出队
  • 完整代码以及运行结果
• 循环队列
• • 初始化队列
  • 入队
  • 出队
  • 打印队列
  • 完整代码以及运行结果
• 总结

// 链队列的初始化 
LinkQueuePtr initQueue(){
	LinkQueuePtr resultPtr = (LinkQueuePtr)malloc(sizeof(struct LinkQueue));
	LinkNodePtr headerPtr = (LinkNodePtr)malloc(sizeof(struct LinkNodePtr));
	headerPtr->next = NULL;
	
	resultPtr->front = headerPtr;
	resultPtr->rear = headerPtr;
	return resultPtr;
}

// 队列的打印 
void outputLinkQueue(LinkQueuePtr paraQueuePtr){
	LinkNodePtr tempPtr = paraQueuePtr->front->next;
	while (tempPtr != NULL) {
		printf("%d ", tempPtr->data);
		tempPtr = tempPtr->next;
	}
	printf("rn");
}

// 入队 
void enqueue(LinkQueuePtr paraQueuePtr, int paraElement) {
	// 第一步：建立一个新的节点 
	LinkNodePtr tempNodePtr = (LinkNodePtr)malloc(sizeof(struct LinkNode));
	tempNodePtr->data = paraElement;
	tempNodePtr->next = NULL;
	
    // 第二步：将新节点连接到当前队列的末尾 
	paraQueuePtr->rear->next = tempNodePtr;
	
	// 第三步：将新节点变为新的队列的末尾 
	paraQueuePtr->rear = tempNodePtr;
}

// 出队 
int dequeue(LinkQueuePtr paraQueuePtr) {
	int resultValue;
	LinkNodePtr tempNodePtr;

	//第一步：检查当前队列是否为空 
	if (paraQueuePtr->front == paraQueuePtr->rear) {
		printf("当前队列为空.rn");
		return -1;
	}

	//第二步：改变队列 
	tempNodePtr = paraQueuePtr->front->next;
	resultValue = tempNodePtr->data;
	paraQueuePtr->front->next = paraQueuePtr->front->next->next;

	if (paraQueuePtr->rear == tempNodePtr) {
		paraQueuePtr->rear = paraQueuePtr->front;
	}

	tempNodePtr = NULL;

	return resultValue;
}

#include 
#include 


typedef struct LinkNode{
	int data;
	struct LinkNode* next;
}*LinkNodePtr;


typedef struct LinkQueue{
	LinkNodePtr front;
	LinkNodePtr rear;
}*LinkQueuePtr;

// 链队列的初始化 
LinkQueuePtr initQueue(){
	LinkQueuePtr resultPtr = (LinkQueuePtr)malloc(sizeof(struct LinkQueue));
	LinkNodePtr headerPtr = (LinkNodePtr)malloc(sizeof(struct LinkNode));
	headerPtr->next = NULL;
	
	resultPtr->front = headerPtr;
	resultPtr->rear = headerPtr;
	return resultPtr;
}

// 队列的打印 
void outputLinkQueue(LinkQueuePtr paraQueuePtr){
	LinkNodePtr tempPtr = paraQueuePtr->front->next;
	while (tempPtr != NULL) {
		printf("%d ", tempPtr->data);
		tempPtr = tempPtr->next;
	}
	printf("rn");
}

// 入队 
void enqueue(LinkQueuePtr paraQueuePtr, int paraElement) {
	// 第一步：建立一个新的节点 
	LinkNodePtr tempNodePtr = (LinkNodePtr)malloc(sizeof(struct LinkNode));
	tempNodePtr->data = paraElement;
	tempNodePtr->next = NULL;
	
    // 第二步：将新节点连接到当前队列的末尾 
	paraQueuePtr->rear->next = tempNodePtr;
	
	// 第三步：将新节点变为新的队列的末尾 
	paraQueuePtr->rear = tempNodePtr;
}

// 出队 
int dequeue(LinkQueuePtr paraQueuePtr) {
	int resultValue;
	LinkNodePtr tempNodePtr;

	//第一步：检查当前队列是否为空 
	if (paraQueuePtr->front == paraQueuePtr->rear) {
		printf("当前队列为空.rn");
		return -1;
	}

	//第二步：改变队列 
	tempNodePtr = paraQueuePtr->front->next;
	resultValue = tempNodePtr->data;
	paraQueuePtr->front->next = paraQueuePtr->front->next->next;

	if (paraQueuePtr->rear == tempNodePtr) {
		paraQueuePtr->rear = paraQueuePtr->front;
	}

	tempNodePtr = NULL;

	return resultValue;
}
// 测试代码 
void testLinkQueue(){
	LinkQueuePtr tempQueuePtr;
	tempQueuePtr = initQueue();
	printf("测试入队操作rn"); 
	enqueue(tempQueuePtr, 10);
	enqueue(tempQueuePtr, 30);
	enqueue(tempQueuePtr, 50); 
	outputLinkQueue(tempQueuePtr);
	printf("入队操作测试结束rn"); 
	
	printf("n");
	printf("测试出队操作rn");
	printf("dequeue gets %drn", dequeue(tempQueuePtr));
	printf("dequeue gets %drn", dequeue(tempQueuePtr));
	printf("dequeue gets %drn", dequeue(tempQueuePtr));
	printf("dequeue gets %drn", dequeue(tempQueuePtr));
	printf("出队操作测试结束rn");
}
 

int main(){
	testLinkQueue();
	return 1;
}//Of main

CircleIntQueuePtr initQueue() {
	CircleIntQueuePtr resultPtr = (CircleIntQueuePtr)malloc(sizeof(struct CircleIntQueue));
	resultPtr->head = 0;
	resultPtr->tail = 0;

	return resultPtr;
}

// 入队 
void enqueue(CircleIntQueuePtr paraPtr, int paraValue) {
	if ((paraPtr->tail + 1) % TOTAL_SPACE == paraPtr->head) {
		printf("队列已经满了.rn");
		return;
	} 
	paraPtr->data[paraPtr->tail % TOTAL_SPACE] = paraValue;
	paraPtr->tail++;
}

// 出队 
int dequeue(CircleIntQueuePtr paraPtr) {
	int resultValue;
	if (paraPtr->head == paraPtr->tail) {
		printf("当前队列为空.rn");
		return -1;
	} 
	resultValue = paraPtr->data[paraPtr->head % TOTAL_SPACE];
	paraPtr->head++;

	return resultValue;
}

// 打印队列 
void outputLinkQueue(CircleIntQueuePtr paraPtr){
	int i;
	if (paraPtr->head == paraPtr->tail) {
		printf("Empty queue.");
		return;
	}
	printf("Elements in the queue: ");
	for (i = paraPtr->head; i < paraPtr->tail; i++) {
		printf("%d, ", paraPtr->data[i % TOTAL_SPACE]);
	}

	printf("rn");
}

#include 
#include 

#define TOTAL_SPACE 5

typedef struct CircleIntQueue{
	int data[TOTAL_SPACE];

	int head;

	int tail;
}*CircleIntQueuePtr;

// 初始化队列 
CircleIntQueuePtr initQueue() {
	CircleIntQueuePtr resultPtr = (CircleIntQueuePtr)malloc(sizeof(struct CircleIntQueue));
	resultPtr->head = 0;
	resultPtr->tail = 0;

	return resultPtr;
}

// 入队 
void enqueue(CircleIntQueuePtr paraPtr, int paraValue) {
	if ((paraPtr->tail + 1) % TOTAL_SPACE == paraPtr->head) {
		printf("队列已经满了.rn");
		return;
	} 
	paraPtr->data[paraPtr->tail % TOTAL_SPACE] = paraValue;
	paraPtr->tail++;
}

// 出队 
int dequeue(CircleIntQueuePtr paraPtr) {
	int resultValue;
	if (paraPtr->head == paraPtr->tail) {
		printf("当前队列为空.rn");
		return -1;
	} 
	resultValue = paraPtr->data[paraPtr->head % TOTAL_SPACE];
	paraPtr->head++;

	return resultValue;
}

// 打印队列 
void outputLinkQueue(CircleIntQueuePtr paraPtr){
	int i;
	if (paraPtr->head == paraPtr->tail) {
		printf("空队列.");
		return;
	}
	printf("当前队列存在元素: ");
	for (i = paraPtr->head; i < paraPtr->tail; i++) {
		printf("%d, ", paraPtr->data[i % TOTAL_SPACE]);
	}

	printf("rn");
}

// 测试函数 
void testLinkQueue(){
	int i = 10;
	CircleIntQueuePtr tempPtr = initQueue();
	for (; i < 16; i ++) {
		enqueue(tempPtr, i);
	}

	outputLinkQueue(tempPtr);

	for (i = 0; i < 6; i ++) {
		printf("从队列中删除元素：%drn", dequeue(tempPtr));
	}
}

int main(){
	testLinkQueue();
	return 1;
}

对于循环队列和链队列，循环队列一般都是事先申请好空间，使用期间不会释放，相较而言，链队列每次申请和释放结点都存在一些时间开销。而在空间上来说的话，循环队列必须有一个固定的长度，这也导致了循环队列存在空间浪费的问题，而链队列则不存在这个问题，它相较于循环队列来说要更加灵活。