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数据结构（十）---链式队列

news 来源：原创 2025/4/30 9:11:07

#### linkqueue.h

#ifndef _LQUEUE_H
#define _LQUEUE_H

//引入相关库
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

//定义元素数据类型的别名
typedef int DATA;

//定义链式队列的节点结构体
typedef struct node
{
DATA data; //节点数据
struct node *next; //后继指针
}NODE;

//定义链式队列的结构体
typedef struct
{
   NODE *front; //队头指针
   NODE *rear; //队尾指针
   int size; //队列元素个数
}LinkQueue;

/**
* 队列初始化(初始属性的赋予)
* @return 成功返回结构体指针q，否则返回NULL
*/
extern LinkQueue *lqueue_init();

/**
* 判断队列是否为空
* @param q 待操作的队列
* @return 队列为空返回1，否则返回0
*/
extern int lqueue_isempty(LinkQueue *q);

/**
* 入队
* @param q 待操作的队列
* @param data 待插入的数据
* @return 成功返回0，否则返回-1
*/
extern int lqueue_enqueue(LinkQueue *q, DATA data);

/**
* 出队（维护队头指针）---释放队头节点，然后将下一个节点作为新的队头节点
* @param q 待操作的队列
* @param data 接收出队元素的指针
* @return 成功返回0，否则返回-1
*/
extern int lqueue_dequeue(LinkQueue *q, DATA *data);

/**
* 待销毁的队列
* @param q 待操作的队列
*/
extern void lqueue_destroy(LinkQueue *q);

#endif //_LQUEUE_H

```

#### linkqueue.c

#include "lqueue.h"

/**
* 队列初始化(初始属性的赋予)
* @return 成功返回结构体指针q
*/
LinkQueue *lqueue_init()
{
   // 分配队列结构体内存
   LinkQueue *q = (LinkQueue*)malloc(sizeof(LinkQueue));

   // 初始化双指针为NULL表示空队列
   q->front = q->rear = NULL;
   // 元素计数归零
   q->size = 0;

   return q;
}

/**
* 判断队列是否为空
* @param q 待操作的队列
* @return 队列为空返回1，否则返回0
*/
extern int lqueue_isempty(LinkQueue *q)
{
return q->front == NULL; //队头指针为空即队列为空
}

/**
* 入队(尾插法)
* @param q 待操作的队列
* @param data 待插入的数据
* @return 成功返回0，否则返回-1
*/
int lqueue_enqueue(LinkQueue *q, DATA data)
{
   //创建新节点
   NODE *p = (NODE*)malloc(sizeof(NODE));
   if(!p)
   {
       perror("Memory allocation failed!");
       return -1;
   }

   //存储数据
   p->data = data;
   p->next = NULL; //新节点作为队尾，next置空

   //空队列特殊处理
   if(q->rear == NULL)
   {
       q->front = q->rear = p;
   }
   //非空队列
   else
   {
       //原队尾节点链接新节点
       q->rear->next = p;
       //更新队尾指针
       q->rear = p;
   }

   //元素计数增加
   q->size++;

   return 0;
}

/**
* 出队（维护队头指针）---释放队头节点，然后将下一个节点作为新的队头节点
* @param q 待操作的队列
* @param data 接收出队元素的指针
* @return 成功返回0，否则返回-1
*/
int lqueue_dequeue(LinkQueue *q, DATA *data)
{
   //判断队列是否为空
   if(lqueue_isempty(q))
   {
       printf("Queue is empty!\n");
       return -1;
   }

   //暂存队头节点
   NODE *head = q->front;
   //通过指针传出数据
   *data = head->data;

   //队头指针后移
   q->front = head->next;
   //如果队列已空，重置rear指针
   if(q->front == NULL)
   {
       q->rear == NULL;
   }

   free(head); //释放原队头节点内存

   //元素计数个数减少
   q->size--;

   return 0;
}

/**
* 待销毁的队列
* @param q 待操作的队列
*/
void lqueue_destroy(LinkQueue *q)
{
   //空指针检查
   if(!q)
       return;

   DATA temp;

   //循环出队
   while(!lqueue_isempty(q))
   {
       lqueue_dequeue(q, &temp);
   }

   free(q); //结构体是动态分配的话就需要释放结构体队列内存
}
```

#### app.c

#include "lqueue.h"

int main(int argc,char *argv[])
{
LinkQueue *q = lqueue_init();

// 入队测试
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
lqueue_enqueue(q, i*10);
printf("Enqueued: %d\n", i*10);
}

// 出队测试
int val;
while (!lqueue_isempty(q)) {
lqueue_dequeue(q, &val);
printf("Dequeued: %d\n", val);
}

lqueue_destroy(q);

return 0;
}