数据结构＜八＞链式队列

一、链式队列的定义

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链式队列是一种使用链表实现的队列，它由一个头指针和一个尾指针组成，分别指向队列的头节点和尾结点。
它通过链表的方式将队列中的节点串联起来，使得插入和删除操作都只需要在队列的首尾完成，不需要移动其他元素。
新元素被添加到队列的尾部，老元素从队列的头部出队。
链式队列相对于顺序队列来说，可以动态地增加和删减队列中的元素，但是因为使用了指针，其对内存要求较高。

二、链式队列的创建与初始化

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//链式队列的创建
typedef struct node
{
    int data;          // 数据域
    struct node *next; // 指针域
} linklist_t;          // 链表类型

typedef struct
{
    linklist_t *front; // 队头
    linklist_t *rear;  // 队尾
} linkqueue_t;

//链式队列的初始化
linkqueue_t *linkqueue_init(void)
{
    linkqueue_t *q = (linkqueue_t *)malloc(sizeof(linkqueue_t));
    linklist_t *h = (linklist_t *)malloc(sizeof(linklist_t));
    h->next = NULL;
    q->front = h;
    q->rear = h;
    return q;
}

三、链式队列的操作

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//链式队列是否为空
int linkqueue_isempty(linkqueue_t *q)
{
    return (q->front == q->rear);
}

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//入队  尾插法
int linkqueue_enqueue(linkqueue_t *q, int val)
{
    linklist_t *p = (linklist_t *)malloc(sizeof(linklist_t));
    p->data = val; // 给节点赋值

    p->next = q->rear->next; // 尾部插入第1步
    q->rear->next = p;       // 尾部插入第2步
    // 把rear 移动到 p的位置上
    q->rear = p;

    return 0;
}

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//出队  头删法
int linkqueue_dequeue(linkqueue_t *q, int *val)
{
    linklist_t *p; // p 保存要删除的节点

    if (linkqueue_isempty(q))
    {
        printf("队列为空");
        return -1;
    }
    p = q->front->next; // p 指向头节点的下一个节点
    q->front->next = p->next; // 头部删除
    if(q->front->next == NULL) // 处理特出情况 队列已经空 
    {
        q->rear = q->front ; // 队尾也指向头节点
    }
    *val = p->data; // 先将数据赋值给val
    free(p);                  // 释放内存
    return 0;
}

四、链式队列测试主程序

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int main(int argc, char const *argv[])
{
    linkqueue_t *Q = linkqueue_init();
    printf("入队顺序:");
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        if (linkqueue_enqueue(Q, i + 1) == 0)
        {
            printf("%d ", i + 1);
        }
    }
    printf("\n");
    printf("出队顺序:");
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        int val;
        if (linkqueue_dequeue(Q, &val) == 0)
        {
            printf("%d ", val);
        }
    }
    printf("\n");

    printf("入队顺序:");
    for (int i = 0; i < 6; i++)
    {
        if (linkqueue_enqueue(Q, i + 6) == 0)
        {
            printf("%d ", i + 6);
        }
    }
    printf("\n");

    printf("出队顺序:");
    for (int i = 0; i < 7; i++)
    {
        int val;
        if (linkqueue_dequeue(Q, &val) == 0)
        {
            printf("%d ", val);
        }
    }
    printf("\n");
    return 0;
}