队列的链式存储结构及其实现

队列也是一种特殊的线性表，只允许在一端进行插入操作，在另一端进行删除操作。允许插入的一段为对尾，允许删除的一端为队头。本次记录的是队列的链式存储结构以及实现。该存储结构有两个指针，一个指向头节点，称为头指针（front）；一个指向队尾，称为尾指针（rear）。当front==rear时，表示空队列。当需要在队列中插入元素时，需要将队尾结点指向新插入的结点，然后将尾指针指向新插入的结点。当要在队列中进行删除操作时，只需让头指针指向队头结点的下一个结点即可。实现代码如下：

#include <iostream>
#include<stdlib.h>
using namespace std;


typedef struct QNode   //定义一个连队列的结点
{
    int data;
    struct QNode *next;
}QNode;
typedef struct         //定义链队列的数据结构
{
    QNode *front;
    QNode *rear;
}LinkQueue;

// 构造一个空队列q
LinkQueue *InitQueue(LinkQueue *q)
{
	QNode *tmp = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
    q->front = tmp;
	q->rear = tmp;
    q->front->next = NULL;
    return q;
}
// 元素入队
LinkQueue *EnQueue(LinkQueue *q, int e)
{
    QNode *p = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));//为插入节点分配空间
    if(!p)
    {//分配空间失败
        cout<<"插入节点内存分配失败！"<<endl;
    }
    else
    {   //建节点
        p->data = e; //为插入节点数据域赋值
        p->next = NULL;//为插入节点指针域赋值
        //实现插入
        q->rear->next = p;//插入到队尾
        q->rear = p;//队尾指针重新指向新任队尾
    }
    return q;
}
//元素出队
LinkQueue *DeQueue(LinkQueue *q)
{
    QNode *p;
    if(q->front == q->rear)
    {
        cout<<"链队列已空，不可再执行删除操作！"<<endl;
    }
    else
    {
        p = q->front->next;//将欲删除的队头结点暂存给p
        int e = p->data;//把队头数据赋给e
        cout <<"delete: " << e <<endl;
        q->front->next = p->next;//删除,将原队头结点的后继p->next赋值给头结点后继
        if(q->rear == p)    //此时链队列只存在一个元素结点
        {
			//若队头就是队尾，则删除后将rear指向头结点
            cout<<"链队列数据全部删除完毕！"<<endl;
            q->rear = q->front;
        }
        free(p);
    }
    return q;
}
//返回队头元素
void GetQHead(LinkQueue *q)
{
    QNode *p;
    if(q->front == q->rear)
    {
        cout<<"链队列为空，无法返回队头数据"<<endl;
    }
    else
    {
        p = q->front->next;//队头
        cout<< "队头元素：" << p->data <<endl;
    }
}
//求队列长度
void QueueLength(LinkQueue *q)
{
    int length = 0;
    QNode *p;
    p = q->front->next;//队头
    while(p)
    {
        length++;
        p = p->next;
    }
    cout<<"队列长度："<< length << endl;
}
//打印。带头结点，真正存储元素的位置从头结点下一位置（队头）开始！！！
void PrintQueue(LinkQueue *q)
{
    QNode *p;//队头
    p = q->front->next;//头结点的下一节点，即为队头！！！
    while(p)
    {//从队头开始，依次往后遍历
        cout<< p->data <<" ";
        p = p->next;
    }
    cout << endl;
}
int main()
{
    LinkQueue q ;
	InitQueue(&q);

    EnQueue(&q, 1);
    PrintQueue(&q);
    EnQueue(&q, 2);
    PrintQueue(&q);
    EnQueue(&q, 3);
    PrintQueue(&q);
    EnQueue(&q, 4);
    PrintQueue(&q);

    GetQHead(&q);

    QueueLength(&q);
    cout<<"***************"<<endl;
    DeQueue(&q);
    PrintQueue(&q);
    GetQHead(&q);

    DeQueue(&q);
    PrintQueue(&q);
    GetQHead(&q);

    DeQueue(&q);
    PrintQueue(&q);

    DeQueue(&q);
    PrintQueue(&q);

    QueueLength(&q);

    cout<<"***************"<<endl;
    DeQueue(&q);
    cout<<"***************"<<endl;

    return 0;
}

运行结果截图：