链表形式队列

news2024/9/21 16:48:46

🌈队列相关概念

1.储存了数据的节点从一端（队尾）进入队列（入队尾插），从另一端（队头）出队列（出队头删），先进先出。进行插入操作的一端称为队尾，进行进行删除操作的一端称为队头。在这里插入图片描述在这里插入图片描述
2.用途：由于先进先出的功能，链队列可以用来历史重演，如排队叫号（先到的人先被叫到）。（栈结构由于后进先出的功能，可以用来历史的回溯，比如撤销上一秒操作的内容）

🌈链队列基础框架

🎈Queue.h定义声明

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>

typedef int DataType;
typedef struct Node {
	DataType data;
	struct Node* next;
}Node;
typedef struct Queue {
	Node* head;
	Node* tail;
	int size;
}Queue;

void InitQueue(Queue* pq);
void Destroy(Queue* pq);
void Push(Queue* pq, DataType x);
void Pop(Queue* pq);
DataType Front(Queue* pq);
void Display(Queue* pq);

🎈Queue.c函数实现

☀️初始化：InitQueue（）

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include"Queue.h"
void InitQueue(Queue* pq) {
	assert(pq);
	pq->head = pq->tail = NULL;
	pq->size = 0;
}

☀️销毁：Destroy（）

void Destroy(Queue* pq) {
	assert(pq);
	if (pq->head) {
		Node* cur = pq->head->next;
		while (cur) {
			Node* next = cur->next;
			free(cur);
			cur = next;
		}
	}
	pq->head = pq->tail = NULL;
	pq->size = 0;
}

☀️入队：Push（）

void Push(Queue* pq, DataType x) {
	assert(pq);
	Node* newnode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
	if (!newnode) {
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	//首次入队
	if (pq->tail == NULL) {
		pq->head = pq->tail = newnode;
	}
	//非首次入队，对头是有元素的
	else {
		pq->tail->next = newnode;
		pq->tail = newnode;
	}
	pq->size++;
}

☀️出队：Pop（）

void Pop(Queue* pq) {
	assert(pq);
	//当头指针与尾指针重合，说明队内只剩一个元素，该元素出队后，队列回到初始化状态（头尾指针都为空）
	if (pq->head == pq->tail) {
		pq->head = pq->tail = NULL;
	}
	else {
		Node* next = pq->head->next;
		free(pq->head);
		pq->head = next;
	}
	pq->size--;
}

☀️得到队头元素：Front（）

DataType Front(Queue* pq) {
	assert(pq);
	assert(pq->tail);
	return pq->head->data;
}

☀️打印整个队列：Display（）

void Display(Queue* pq) {
	assert(pq);
	Node* cur = pq->head;
	while (cur) {
		printf("%d->", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
	printf("NULL");
}

🎈test.c主函数，测试

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include"Queue.h"
int main() {
	Queue Q;
	InitQueue(&Q);

	DataType data = 1;
	Push(&Q, data);
	data = 2;
	Push(&Q, data);
	data = 3;
	Push(&Q, data);
	data = 4;
	Push(&Q, data);
	Display(&Q);
	printf("\n");

	DataType del = Front(&Q);
	Pop(&Q);
	Display(&Q);
	printf(" 出队元素是%d\n", del);
	del = Front(&Q);
	Pop(&Q);
	Display(&Q);
	printf(" 出队元素是%d\n", del);
	del = Front(&Q);
	Pop(&Q);
	Display(&Q);
	printf(" 出队元素是%d\n", del);
	del = Front(&Q);
	Pop(&Q);
	Display(&Q);
	printf(" 出队元素是%d\n", del);

	Destroy(&Q);
}

☀️测试运行结果：

在这里插入图片描述

🌈用链队列形式实现学生信息的入队与出队

🎈Queue.h定义声明

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
typedef struct student {
	int age;
	int height;
	double weight;
}Student;
typedef struct Node {
	Student stu;
	struct Node* next;
}Node;
typedef struct Queue {
	Node* head;
	Node* tail;
	int size;
}Queue;

void InitQueue(Queue* pq);
void Destroy(Queue* pq);
void GetVal(Student* stu);
Node* CreateNode(Student* stu);
void Push(Queue* pq, Student* stu);
void Pop(Queue* pq);
void PrintNode(Student* stu);
void Display(Queue* pq);

🎈Queue.c函数实现

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include"Queue.h"
void InitQueue(Queue* pq) {
	assert(pq);
	pq->head = pq->tail = NULL;
	pq->size = 0;
}

void Destroy(Queue* pq) {
	assert(pq);
	Node* cur = pq->head;
	while (cur) {
		Node* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	pq->head = pq->tail = NULL;
	pq->size = 0;
}

void GetVal(Student* stu) {
	printf("请输入学生年龄、身高、体重：");
	scanf("%d %d %lf", &stu->age, &stu->height, &stu->weight);
}

Node* CreateNode(Student* stu) {
	GetVal(stu);
	Node* newnode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
	if (!newnode) {
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	newnode->stu.age = stu->age;
	newnode->stu.height = stu->height;
	newnode->stu.weight = stu->weight;
	//newnode->stu = *stu;
	newnode->next = NULL;
	return newnode;
}

void Push(Queue* pq, Student* stu) {
	assert(pq);
	Node* newnode = CreateNode(stu);
	if (pq->tail == NULL) {
		pq->head = pq->tail = newnode;
	}
	else {
		pq->tail->next = newnode;
		pq->tail = newnode;
	}
	pq->size++;
}

void Pop(Queue* pq) {
	assert(pq);
	if (!pq->head)return;
	else if (pq->head == pq->tail) {
		pq->head = pq->tail = NULL;
		pq->size = 0;
	}
	else{
		Node* newhead = pq->head->next;
		free(pq->head);
		pq->head = newhead;
		pq->size--;
	}
}

void PrintNode(Student* stu) {
	assert(stu);
	printf("年龄：%-5d 身高：%-5d 体重：%-5lf", stu->age, stu->height, stu->weight);
}

void Display(Queue* pq) {
	assert(pq);
	Node* cur = pq->head;
	if (!cur)printf("队列中无信息\n");
	while (cur) {
		PrintNode(&cur->stu);
		printf("\n");
		cur = cur->next;
	}
}

🎈test.c主函数，测试

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include"Queue.h"
int main() {
	Queue Q;
	InitQueue(&Q);
	Student stu;
	Push(&Q, &stu);
	Push(&Q, &stu);
	Push(&Q, &stu);
	Display(&Q);

	Student del = Q.head->stu;
	Pop(&Q);
	printf("出队的一组数据是：");
	PrintNode(&del);
	printf("\n");
	del = Q.head->stu;
	Pop(&Q);
	printf("出队的一组数据是：");
	PrintNode(&del);
	printf("\n");
	del = Q.head->stu;
	Pop(&Q);
	printf("出队的一组数据是：");
	PrintNode(&del);
	printf("\n");

	Destroy(&Q);
}

🎈测试运行结果：

在这里插入图片描述

注意：scanf的占位符只能写类似"%d %lf"等等，不能写"%-5d"，否则会导致数据存储不到目的空间，并且数据与数据间用什么符号隔开，在输入数据时就要严格用同样符号隔开。只有在使用printf函数并且需要调整数据打印出的位置时才用类似"%-5d"。以下是scanf占位符书写有误时的运行结果：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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