20200117 数据结构和算法之 链式队列的实现

前面用顺序存储的方式实现了队列，顺序存储的方式存在着缺点，在出队时要移动大量的元素，在大数据量时需要消耗大量的资源。针对此采用链式存储的方式实现队列。其结构组成如下,需要重点说明的是增加了length，其表示结点的个数，一般书上没有这个元素，Martin老师加上的，确实好用！

typedef struct _linlList {
	datatype data;
	_linlList* next;
}linkList;
typedef struct _linkQueue {
	int length;
	linkList* front;
	linkList* rear; 
}linkQueueNode,linkQueue;

用图表示更加直观：
由结构体组成和图可以看出，头结点是带有两个指针 front和 rear，分别指向第一个结点和最后一个结点，length是结点的个数，初始化为0。结点的组成是链式结构，由数据data和next指针组成。在前期搞明白单链式结构的基础上，相应的操作就变得很简单了。初始化函数如下

bool initLinkQueue(linkQueue* &lq) {
	lq = new linkQueue;
	if (!lq) return false;
	lq->length = 0;
	lq->front = lq->rear = NULL;
	return true;
}

其他的操作都是常规的，入队、出队、遍历、获取头元素等等。整个代码如下，亲测可过

#include<Windows.h>
#include<iostream>
#define MAX_SIZE 10
using namespace std;
typedef int datatype;
typedef struct _linlList {
	datatype data;
	_linlList* next;
}linkList;
typedef struct _linkQueue {
	int length;
	linkList* front;
	linkList* rear; 
}linkQueueNode,linkQueue;

bool initLinkQueue(linkQueue* &lq);//链式队列初始化
bool linkQueueEnter(linkQueue*& lq, datatype data);//入队
void linkQueuePrint(linkQueue*& lq);
bool linkQueueDelete(linkQueue*& lq, datatype* data);//出队
bool linkQueueGetHead(linkQueue*& lq, datatype* data);//获取队首的元素，不出队
void linkQueueClear(linkQueue*& lq);//清空队列
int linkQueueGetLength(linkQueue*& lq);//获取队列的长度
void linkQueueDestroy(linkQueue*& lq);//销毁列表

int main() {
	linkQueue* lq=NULL;
	initLinkQueue(lq);
	int i;
	for (i = 0; i < 15; i++) {
		if (linkQueueEnter(lq, i)) {
			cout << "入队成功！" << endl;
		}
		else {
			cout << "入队失败！" << endl;
		}
	}
	linkQueuePrint(lq);

	cout << "***********出队******************" << endl;
	datatype* data=new int ;
	for (int i = 0; i < 5; i++) {
		if (linkQueueDelete(lq, data)) {
			cout << "出队的元素是" << *data << endl;
		}
		else {
			cout << "出队失败！" << endl;
		}
	}
	if (linkQueueGetHead(lq, data)) {
		cout << "获取队列首元素是:" << *data << endl;
	}
	cout << "队列的长度为:" << linkQueueGetLength(lq)<<endl;
	linkQueueClear(lq);
	cout << "清空后队列的长度为:" << linkQueueGetLength(lq)<<endl;

	linkQueueDestroy(lq);
	system("pause");
	return 0;
}
bool initLinkQueue(linkQueue* &lq) {
	lq = new linkQueue;
	if (!lq) return false;
	lq->length = 0;
	lq->front = lq->rear = NULL;
	return true;
}
bool linkQueueEnter(linkQueue*& lq, datatype data) {
	if (!lq || lq->length == MAX_SIZE) return false;
	linkList* node = new linkList;
	node->data = data;
	node->next = NULL;	
	if (!lq->front) {
		lq->rear=lq->front = node;
	}
	else {
		lq->rear->next = node;
		lq->rear = node;
	}
	lq->length++;
	return true;
}
void linkQueuePrint(linkQueue*& lq) {
	if (!lq) return ;
	if (!lq->length) {
		cout << "队列长度为0" << endl;
		return;
	}
	linkList* tmp = lq->front;
	while(tmp) {
		cout << tmp->data << " ";
		tmp = tmp->next;
	}
	cout << endl;
}
bool linkQueueDelete(linkQueue*& lq, datatype* data) {
	if (!lq || !lq->length) return false;
	*data = lq->front->data;
	linkList* tmp = lq->front;
	lq->front = tmp->next;
	delete tmp;
	lq->length--;
	return true;
}
bool linkQueueGetHead(linkQueue*& lq, datatype* data) {
	if (!lq || !lq->length) return false;
	*data = lq->front->data;
	return true;
}
int linkQueueGetLength(linkQueue*& lq) {
	if (!lq) return -1;
	return lq->length;
}
void linkQueueClear(linkQueue*& lq) {
	if (!lq || !lq->length) return;
	linkList* tmp = NULL;
	while (lq->front) {
		tmp = lq->front->next;
		delete lq->front;
		lq->front = tmp;
	}
	lq->front = lq->rear = NULL;
	lq->length = 0;
}
void linkQueueDestroy(linkQueue*& lq) {
	if (!lq || !lq->length) return;
	linkList* tmp = lq->front;
	while (lq->front) {
		tmp = lq->front->next;
		delete lq->front;
		lq->front = tmp;
	}
	delete lq->front;
	delete lq->rear;
	delete lq;
}