数据结构09-链队列

代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

/**
 * 链队列的节点结构定义。
 */
typedef struct LinkNode{
	int data;
	struct LinkNode* next;
}*LinkNodePtr;

/**
 * 链队列结构定义。
 */
typedef struct LinkQueue{
	LinkNodePtr front;
	LinkNodePtr rear;
}*LinkQueuePtr;

/**
 * 初始化一个空队列。
 */
LinkQueuePtr initQueue(){
	LinkQueuePtr resultPtr = (LinkQueuePtr)malloc(sizeof(struct LinkQueue));
	// 创建一个头节点，其数据不重要。
	LinkNodePtr headerPtr = (LinkNodePtr)malloc(sizeof(struct LinkNode));
	headerPtr->next = NULL;
	
	resultPtr->front = headerPtr;
	resultPtr->rear = headerPtr;
	return resultPtr;
}// initQueue 函数结束

/**
 * 输出队列中的元素。
 */
void outputLinkQueue(LinkQueuePtr paraQueuePtr){
	LinkNodePtr tempPtr = paraQueuePtr->front->next;
	while (tempPtr != NULL) {
		printf("%d ", tempPtr->data);
		tempPtr = tempPtr->next;
	}// while 循环结束
	printf("\r\n");
}// outputLinkQueue 函数结束

/**
 * 入队操作。
 */
void enqueue(LinkQueuePtr paraQueuePtr, int paraElement) {
	// 步骤1：创建一个新的节点
	LinkNodePtr tempNodePtr = (LinkNodePtr)malloc(sizeof(struct LinkNode));
	tempNodePtr->data = paraElement;
	tempNodePtr->next = NULL;
	
	// 步骤2：将新节点链接到现有队列的尾部
	paraQueuePtr->rear->next = tempNodePtr;
	
	// 步骤3：新节点成为新的队尾
	paraQueuePtr->rear = tempNodePtr;
}// enqueue 函数结束

/**
 * 出队操作。
 * @return 队头元素的值
 */
int dequeue(LinkQueuePtr paraQueuePtr) {
	int resultValue;
	LinkNodePtr tempNodePtr;

	// 步骤1：检查队列是否为空
	if (paraQueuePtr->front == paraQueuePtr->rear) {
		printf("队列为空。\r\n");
		return -1;
	}// if 条件判断结束

	// 步骤2：修改队列结构
	tempNodePtr = paraQueuePtr->front->next;
	resultValue = tempNodePtr->data;
	paraQueuePtr->front->next = paraQueuePtr->front->next->next;

	if (paraQueuePtr->rear == tempNodePtr) {
		paraQueuePtr->rear = paraQueuePtr->front;
	}// if 条件判断结束

	// 步骤3：释放空间
	// free(tempNodePtr);
	tempNodePtr = NULL;

	// 步骤4：返回结果
	return resultValue;
}// dequeue 函数结束

/**
 * 单元测试函数。
 */
void testLinkQueue(){
	LinkQueuePtr tempQueuePtr;
	tempQueuePtr = initQueue();
	enqueue(tempQueuePtr, 10);
	enqueue(tempQueuePtr, 30);
	enqueue(tempQueuePtr, 50);

	outputLinkQueue(tempQueuePtr);

	printf("出队得到 %d\r\n", dequeue(tempQueuePtr));
	printf("出队得到 %d\r\n", dequeue(tempQueuePtr));
	printf("出队得到 %d\r\n", dequeue(tempQueuePtr));
	printf("出队得到 %d\r\n", dequeue(tempQueuePtr));

	enqueue(tempQueuePtr, 8);
	outputLinkQueue(tempQueuePtr);
}// testLinkQueue 函数结束

/**
 * 主函数。
 */
int main(){
	testLinkQueue();
	return 1;
}// main 函数结束

代码总结：这段代码是一个链队列的实现，包括了队列的初始化、入队、出队和输出队列元素的功能。下面是每一部分内容的详细解释：

头文件和结构体定义：
- #include <stdio.h> 和 #include <malloc.h> 引入了标准输入输出库和内存分配库。
- typedef struct LinkNode 定义了链队列的节点结构，包含一个整数数据 data 和一个指向下一个节点的指针 next。
- typedef struct LinkQueue 定义了链队列结构，包含指向队列头和尾的指针 front 和 rear。
初始化队列函数 initQueue：
- 创建一个空的链队列，分配内存给队列结构和头节点。
- 头节点的数据不使用，仅用于队列的开始，其 next 指针初始为 NULL。
- 队列的 front 和 rear 指针都指向头节点。
输出队列函数 outputLinkQueue：
- 遍历队列，从队列头节点的下一个节点开始，直到遇到 NULL，输出每个节点的数据。
入队函数 enqueue：
- 创建一个新的节点，将数据放入节点中，并将 next 指针设为 NULL。
- 将新节点链接到队列的尾部，并更新队列的 rear 指针指向新节点。
出队函数 dequeue：
- 检查队列是否为空，如果为空则输出错误信息并返回 -1。
- 从队列头部移除节点，获取并返回该节点的数据。
- 更新队列的 front 指针，如果移除的节点是队列中唯一的节点，还需要更新 rear 指针。
- 释放移除节点的内存，并将指针设为 NULL。
单元测试函数 testLinkQueue：
- 初始化一个队列，进行入队操作，然后输出队列内容。
- 进行出队操作，并输出每次出队的值。
- 再次进行入队操作，并输出队列内容。
主函数 main：
- 调用 testLinkQueue 函数进行单元测试，这是程序的入口点。

整个代码实现了链队列的基本操作，并通过单元测试函数 testLinkQueue 展示了如何使用这些函数来操作队列。

数据结构09-链队列

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