深入剖析队列的链式实现：链队的奥秘

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2023-11-25 14:01:27

深入探究链队：队列的链式表示

什么是队列？

队列是一种数据结构，它遵循先进先出（FIFO）原则。这意味着队列中的第一个元素将首先被处理。队列在现实生活中有很多应用，比如排队等候，消息传递和任务处理。

什么是链队？

链队是一种使用链表实现的队列。链表是一种动态数据结构，它由一系列节点组成，每个节点都包含数据和指向下一个节点的指针。在链队中，每个节点存储一个队列元素。

链队的结构

链队由头结点和尾结点组成。头结点指向队首元素，尾结点指向队尾元素。每个节点包含两个指针：一个指向下一个节点，另一个指向存储元素数据的内存地址。

头结点 -> 节点1 -> 节点2 -> 节点3 -> 尾结点

链队的实现

链队通常通过以下函数实现：

InitQueue： 初始化链队。
EnQueue： 将元素入队。
DeQueue： 将元素出队。
GetHead： 获取队首元素。
QueueEmpty： 判断队列是否为空。

以下是这些函数的 C 代码示例：

void InitQueue(LinkQueue *Q) {
    Q->front = Q->rear = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
    Q->front->next = NULL;
}

void EnQueue(LinkQueue *Q, ElemType e) {
    QueuePtr p = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
    p->data = e;
    p->next = NULL;
    Q->rear->next = p;
    Q->rear = p;
}

ElemType DeQueue(LinkQueue *Q) {
    if (Q->front == Q->rear) return ERROR;  //队列为空
    QueuePtr p = Q->front->next;
    ElemType e = p->data;
    Q->front->next = p->next;
    if (Q->rear == p) Q->rear = Q->front;  //队尾指针后移
    free(p);
    return e;
}

ElemType GetHead(LinkQueue *Q) {
    if (Q->front == Q->rear) return ERROR;  //队列为空
    return Q->front->next->data;
}

int QueueEmpty(LinkQueue *Q) {
    return Q->front == Q->rear;
}