队列（Queue）的链式存储结构以及双端队列的相关概念（C语言）

Posted 2021-07-17 bfhonor

一、队列（Queue）的链式存储结构

• 队列的链式实现

typedef struct LinkNode{	//链式队列结点
	ElemType data;
	struct LinkNode *next;
}LinkNode;

typedef struct{				//链式队列
	LinkNode *front,*rear;	//队列的队头和队尾指针
}LinkQueue;

（一）初始化

1. 初始化（带头结点）

typedef struct LinkNode{
	ElemType data;
	struct LinkNode *next;
}LinkNode;

typedef struct{				//链式队列
	LinkNode *front,*rear;	//队列的队头和队尾指针
}LinkQueue;

//初始化队列（带头结点）
void InitQueue(LinkQueue &Q){
	//初始化 front、rear 都指向头结点
	Q.front = Q,rear = (LinkNode*)malloc(sizeof(LinkNode));
	Q.front -> next = NULL;
}

void testLinkQueue(){
	LinkQueue Q;	//声明一个队列
	InitQueue(Q);	//初始化队列
	//...后继操作...
}

2.初始化（不带头结点）

//初始化队列（不带头结点）
void InitQueue(LinkQueue &Q){
	//初始化时 front、rear都指向NULL
	Q.front = NULL;
	Q.rear = NULL;
}

（二）判断是否为空

1. 判断是否为空（带头结点）

//判断队列是否为空
bool IsEmpty(LinkQueue Q){
	if(Q.front == Q.rear)
		return true;
	else
		return false;
}

2.判断是否为空（不带头结点）

//判断队列是否为空（不带头结点）
bool IsEmpty(LinkQueue Q){
	if(Q.front == NULL)
		return true;
	else
		return false;
}

（三）入队

1. 入队（带头结点）

//新元素入队（带头结点）
void EnQueue(LinkQueue &Q,ElemType x){
	LinkNode *s = (LinkNode *)malloc(sizeof(LinkNode));
	s -> data = x;
	s -> next = NULL;
	Q.rear -> next = s;	//新结点插入到rear之后
	Q.rear = s;			//修改表尾指针
}

2. 入队（不带头结点）

（三）出队

1. 带头结点

//队头元素出队（不带头结点）
bool DeQueue(LinkQueue &Q,ElemType &x){
	if(Q.front == Q.rear)
		return false;		//空队
	LinkNode *p = Q.front -> next;
	x = p -> data;			//用变量x返回队头元素
	Q.front -> next = p -> next;//修改头结点的next指针
	if(Q.rear == p)				//此次时最后一个结点出队
		Q.rear = Q.front;		//修改rear指针
	free(p);					//释放结点空间
	return true;
}

2. 不带头结点

（1）多个结点中删除一个结点

（2）还剩一个结点，然后进行删除

//队头元素出队（不带头结点）
bool DeQueue(LinkQueue &Q, ElemType &x){
	if(Q.front == NULL)
		return false;		//空队
	LinkNode *p = Q.front;	//👈p指向此次出队的结点
	x = p->data;			//用变量x返回队头元素
	Q.front = p->next;		//👈修改front指针
	if(Q.rear == p){		//此次是最后一个结点出队
		Q.front = NULL;		//👈front指向NULL
		Q.rear = NULL;		//👈rear指向NULL
	}
	free(p);				//释放结点空间
	return true;
}

（四）队列满的条件

二、双端队列

（一） 输入受限、输出受限

（二） 判断输出序列合法性

• 若数据元素输入序列为 1,2,3,4，则哪些输出序列是合法的，哪些是非法的？

1. 用“栈”方法实现

（1）2，4，1，3依次出栈（不合法）

（2）3，2，4，1依次出栈（合法）

2. 用“输入受限的双端队列”方法实现

（1）1，4，2，3依次出队（合法）

（2）4，2，3，1依次出队（合法）

3. 用“输出受限的双端队列”方法实现

（1）4，1，3，2依次出队（合法）