题目

Qestion：假设以带头结点的循环链表表示队列，并且只设一个指针指向队尾元素结点 (注意不设头指针) ，试编写相应的置空队、判队空、入队和出队等算法。

核心思路

该队列的特殊之处：

用链表来表示队列
该链表为带头节点的链表
该队列无头指针，只有尾指针

解决本题的思路：
使用Q.rear->next来表达头节点
使用Q.rear->next->next来表示首元结点

需要注意的点：
出队的时候需要进行判断，出队的结点是否为最后一个结点。

入队的结点从队尾进入，也就是Q.rear所指的结点，出队的结点从队头出队，也就是头节点的next，用尾指针来表示就是Q.rear->next->next；
队空的条件是队列中只含一个结点，也就是头节点，或者用Q.length == 0 来判断也可以；
置队空的方式为判断队伍是否为空，若为false则进行出队操作，直到该队列只剩下一个头节点。
入队的流程大致为：先创建一个新的结点newNode并且将其接到队伍的最后面（保持整个链不断），再将Q的尾指针Q.rear指向新结点，最后让Q.length++；
出队的大致流程为：先创建一个临时指针指向首元结点（即将出队的结点），根据其是否为最后一个结点进行分别的删除操作，释放首元结点的空间，使Q.length--;

核心代码

该题解的核心代码

图解

enQueue（入队）算法

在这里插入图片描述

deQueue（出队）算法

在这里插入图片描述

全部代码（可运行文件）

/*
3、算法设计：假设以带头结点的循环链表表示队列，
并且只设一个指针指向队尾元素结点(注意不设头指针) ，
试编写相应的置空队、判队空 、入队和出队等算法。

出队入队顺序：队尾进入，队头出
队头出队，队尾入队
*/

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MaxSize 100
struct LNode
{
	int data;
	LNode *next;
};

typedef struct
{
	LNode *rear;
	int length;
} Queue;

// 初始化
void InitQueue(Queue &Q)
{
	LNode *head = new LNode;
	head->next = head; // 头节点的next指向自己（循环）
	head->data = 999;
	Q.rear = head; // 尾指针指向头指针
	Q.length = 0;
}
// 入队
void enQueue(int x, Queue &Q)
{
	LNode *newNode = new LNode;
	if (!newNode)
	{
		return;
	}
	else
	{
		newNode->data = x;
		newNode->next = Q.rear->next; // 新节点的next指向头节点
		Q.rear->next = newNode;
		Q.rear = newNode; // 尾指针指向新节点
		Q.length++;		  // 队长+1
	}
}

// 出队
void deQueue(Queue &Q)
{
	LNode *tmp = Q.rear->next->next; // 使用一个临时指针tmp，用于指向首元节点
	if (Q.length > 1)
	{
		Q.rear->next->next = tmp->next; //  头节点的next连接到首元节点的next节点，也就是把首元节点与整个链表的联系断了
	}
	else
	{
		Q.rear = Q.rear->next;
		Q.rear->next = Q.rear;
	}
	free(tmp);	// 释放首元节点（队头元素）
	Q.length--; // 队长-1
}

// 打印当前列表的情况
void PrintQueue(Queue Q)
{
	LNode *tmp = Q.rear->next->next;
	while (tmp != Q.rear->next)
	{
		printf("%d\n", tmp->data);
		tmp = tmp->next;
	}
}
// 判断队空
bool IsQueueEmpty(Queue Q)
{
	if (Q.rear->next->next == Q.rear->next) // 头节点的next指向它自己
		return true;
	else
		return false;
}

// 置队空
void SetQueueEmpty(Queue &Q)
{
	while (!IsQueueEmpty(Q))
	{
		deQueue(Q);
	}
	printf("当前队列已经置空");
}

int main()
{
	Queue Q;
	InitQueue(Q);
	if (IsQueueEmpty(Q))
	{
		printf("queue is empty\n");
	}
	else
	{
		printf("queue isn't empty\n");
	}
	enQueue(1, Q);
	SetQueueEmpty(Q);
	enQueue(2, Q);
	enQueue(3, Q);
	enQueue(4, Q);
	SetQueueEmpty(Q);
	if (IsQueueEmpty(Q) == true)
	{
		printf("queue is empty\n");
	}
	else
	{
		printf("queue isn't empty\n");
	}
	PrintQueue(Q);
	return 0;
}