链式队列的结构设计及基本操作的实现（初始化，入队，出队，获取元素个数，判空，清空，销毁）

目录

一.链式队列的设计思想

二.链式队列的结构设计

三.链式队列的实现

四.链式队列的总结

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一.链式队列的设计思想

首先一定要理解设计的初衷,就是队头队尾的位置要满足怎么快怎么设计.那么分析如下:

最终我们敲定了入队,出队的时间复杂度都为O(1)的一种设计,也就是第四种设计;当然,头节点的数据域不使用,所以我们设计链式队列的头节点的时候删除数据域即可,链式队列的结构设计如下:

二.链式队列的结构设计

typedef struct LPNode//数据节点

{
    int data;//数据
    struct LPNode* next;//后继指针
}LPNode;


typedef struct HNode //链式队列的头节点

{
    struct LPNode* front;//队头指针,指向第一个数据节点
    struct LPNode* rear;//队尾指针,指向最后一个数据节点
}HNode ,*PLQueue;

三.链式队列的实现

//初始化
void InitQueue(PLQueue pq)
{
	assert(pq != NULL);
	if (pq == NULL)
		return;
	pq->front = NULL;
	pq->rear = NULL;

}

//入队;
bool Push(PLQueue pq, int val)
{
	assert(pq != NULL);
	if (pq == NULL)
		return false;
	//申请节点
	LPNode* p = (LPNode*)malloc(sizeof(LPNode));
	p->data = val;
	p->next = NULL;//p->next=pq->rear->next;
	//插入

	if (IsEmpty(pq))//第一次入队
	{
		pq->front = p;
		pq->rear = p;
	}
	else
	{
		pq->rear->next = p;//将P插入到队尾
		pq->rear = p;//更新队尾指针
	}
	return true;
}

//出队,获取队头的值并且删除
bool Pop(PLQueue pq, int* rtval)
{
	assert(pq != NULL);
	if (pq == NULL)
		return false;

	if (IsEmpty(pq))
	{
		return false;
	}
	*rtval = pq->front->data;
	//删除第一个节点
	LPNode* p = pq->front;
	pq->front = p->next;
	free(p);
	if (pq->front == NULL)//删除最后一个节点
	{
		pq->rear = NULL;
	}

	return true;
}



//获取队头元素的值但不删除
bool GetTop(PLQueue pq, int* rtval)
{
	assert(pq != NULL);
	if (pq == NULL)
		return false;
	if (IsEmpty(pq))
	{
		return false;
	}
	*rtval = pq->front->data;
	return true;
}

//获取长度
int GetLength(PLQueue pq)
{
	assert(pq != NULL);
	if (pq == NULL)
		return -1;
	int count = 0;
	for (LPNode* p = pq->front; p != NULL; p = p->next)
	{
		count++;
	}
	return count;

}

//判空
bool IsEmpty(PLQueue pq)
{
	assert(pq != NULL);
	if (pq == NULL)
		return false;

	return pq->front == NULL;
}

//销毁
void Destroy(PLQueue pq)
{
	assert(pq != NULL);
	if (pq == NULL)
		return;
	LPNode* p;
	while (pq->front != NULL)//总是删除第一个数据节点
	{
		p = pq->front;
		pq->front = p->next;
		free(p);
	}
	pq->rear = NULL;
}

四.链式队列的总结

1.带头节点,队头为第一个数据节点,队尾在最后一个数据节点
2.头节点为一个队头指针,一个队尾指针,增加队尾指针可以让入队的时间复杂度为O(1)