【数据结构与算法】无队头指针的队列置空队、判队空 、入队和出队算法

题目

   Qestion: 假设以带头结点的循环链表表示队列,并且只设一个指针指向队尾元素结点 (注意不设头指针) ,试编写相应的置空队判队空入队出队等算法。


核心思路

  该队列的特殊之处:

  • 用链表来表示队列
  • 该链表为带头节点的链表
  • 该队列无头指针,只有尾指针


    解决本题的思路:
  • 使用Q.rear->next来表达头节点
  • 使用Q.rear->next->next来表示首元结点


    需要注意的点:
  • 出队的时候需要进行判断,出队的结点是否为最后一个结点。
  1. 入队的结点从队尾进入,也就是Q.rear所指的结点,出队的结点从队头出队,也就是头节点的next,用尾指针来表示就是Q.rear->next->next
  2. 队空的条件是队列中只含一个结点,也就是头节点,或者用Q.length == 0 来判断也可以;
  3. 置队空的方式为判断队伍是否为空,若为false则进行出队操作,直到该队列只剩下一个头节点。
  4. 入队的流程大致为:先创建一个新的结点newNode并且将其接到队伍的最后面(保持整个链不断),再将Q的尾指针Q.rear指向新结点,最后让Q.length++
  5. 出队的大致流程为:先创建一个临时指针指向首元结点(即将出队的结点),根据其是否为最后一个结点进行分别的删除操作,释放首元结点的空间,使Q.length--;

核心代码

该题解的核心代码


图解

enQueue(入队)算法

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

deQueue(出队)算法

在这里插入图片描述


全部代码(可运行文件)

/*
3、算法设计:假设以带头结点的循环链表表示队列,
并且只设一个指针指向队尾元素结点(注意不设头指针) ,
试编写相应的置空队、判队空 、入队和出队等算法。

出队入队顺序:队尾进入,队头出
队头出队,队尾入队
*/

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MaxSize 100
struct LNode
{
    
    
	int data;
	LNode *next;
};

typedef struct
{
    
    
	LNode *rear;
	int length;
} Queue;

// 初始化
void InitQueue(Queue &Q)
{
    
    
	LNode *head = new LNode;
	head->next = head; // 头节点的next指向自己(循环)
	head->data = 999;
	Q.rear = head; // 尾指针指向头指针
	Q.length = 0;
}
// 入队
void enQueue(int x, Queue &Q)
{
    
    
	LNode *newNode = new LNode;
	if (!newNode)
	{
    
    
		return;
	}
	else
	{
    
    
		newNode->data = x;
		newNode->next = Q.rear->next; // 新节点的next指向头节点
		Q.rear->next = newNode;
		Q.rear = newNode; // 尾指针指向新节点
		Q.length++;		  // 队长+1
	}
}

// 出队
void deQueue(Queue &Q)
{
    
    
	LNode *tmp = Q.rear->next->next; // 使用一个临时指针tmp,用于指向首元节点
	if (Q.length > 1)
	{
    
    
		Q.rear->next->next = tmp->next; //  头节点的next连接到首元节点的next节点,也就是把首元节点与整个链表的联系断了
	}
	else
	{
    
    
		Q.rear = Q.rear->next;
		Q.rear->next = Q.rear;
	}
	free(tmp);	// 释放首元节点(队头元素)
	Q.length--; // 队长-1
}

// 打印当前列表的情况
void PrintQueue(Queue Q)
{
    
    
	LNode *tmp = Q.rear->next->next;
	while (tmp != Q.rear->next)
	{
    
    
		printf("%d\n", tmp->data);
		tmp = tmp->next;
	}
}
// 判断队空
bool IsQueueEmpty(Queue Q)
{
    
    
	if (Q.rear->next->next == Q.rear->next) // 头节点的next指向它自己
		return true;
	else
		return false;
}

// 置队空
void SetQueueEmpty(Queue &Q)
{
    
    
	while (!IsQueueEmpty(Q))
	{
    
    
		deQueue(Q);
	}
	printf("当前队列已经置空");
}

int main()
{
    
    
	Queue Q;
	InitQueue(Q);
	if (IsQueueEmpty(Q))
	{
    
    
		printf("queue is empty\n");
	}
	else
	{
    
    
		printf("queue isn't empty\n");
	}
	enQueue(1, Q);
	SetQueueEmpty(Q);
	enQueue(2, Q);
	enQueue(3, Q);
	enQueue(4, Q);
	SetQueueEmpty(Q);
	if (IsQueueEmpty(Q) == true)
	{
    
    
		printf("queue is empty\n");
	}
	else
	{
    
    
		printf("queue isn't empty\n");
	}
	PrintQueue(Q);
	return 0;
}


结束语

   因为是算法小菜,所以提供的方法和思路可能不是很好,请多多包涵~如果有疑问欢迎大家留言讨论,你如果觉得这篇文章对你有帮助可以给我一个免费的赞吗?我们之间的交流是我最大的动力!

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