C語言資料結構：鏈式佇列的建立及其出入隊操作

你也是流星一条發表於2024-04-26
C語言資料結構佇列
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 *該程式實現鏈式佇列元素的增刪改查，目的是提高設計程式的邏輯思維，另外為了提高可移植性，所以鏈式佇列中元素
 *的資料型別為DataType_t，使用者可以根據實際情況修改鏈式佇列中元素的型別。
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 *另外，為了方便管理鏈式佇列,所以使用者設計LQueue_t結構體，該結構體中包含兩個成員：結點的資料域+結點的指標域
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 *以連結串列作為基礎來實現佇列的操作，可以避免記憶體浪費以及避免記憶體成片移動，只需要確定隊頭和隊尾即可，一般把連結串列頭部作為隊頭，可以實現頭刪，把連結串列尾部作為隊尾，可以實現尾插。
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#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdlib.h>

// 指的是鏈式佇列中的結點有效資料型別，使用者可以根據需要進行修改
typedef int DataType_t;

// 構造鏈式佇列的結點,其中所有結點的資料型別應該是相同的
typedef struct LinkedQueue
{
    DataType_t data;          // 結點的資料域
    struct LinkedQueue *next; // 結點的指標域

} LQueue_t;

// 建立一個空鏈式佇列，空鏈式佇列應該有一個頭結點，對連結串列進行初始化
LQueue_t *LQueue_Create(void)
{
    // 1.建立一個頭結點並對頭結點申請記憶體
    LQueue_t *Head = (LQueue_t *)calloc(1, sizeof(LQueue_t));
    if (NULL == Head)
    {
        perror("Calloc memory for Head is Failed");
        exit(-1);
    }

    // 2.對頭結點進行初始化，頭結點是不儲存有效內容的！！！
    Head->next = NULL;

    // 3.把頭結點的地址返回即可
    return Head;
}

// 建立新的結點，並對新結點進行初始化（資料域 + 指標域）
LQueue_t *LQueue_NewNode(DataType_t data)
{
    // 1.建立一個新結點並對新結點申請記憶體
    LQueue_t *New = (LQueue_t *)calloc(1, sizeof(LQueue_t));
    if (NULL == New)
    {
        perror("Calloc memory for NewNode is Failed");
        return NULL;
    }

    // 2.對新結點的資料域和指標域進行初始化
    New->data = data;
    New->next = NULL;

    return New;
}

// 入隊
bool LQueue_Enqueue(LQueue_t *Head, DataType_t data)
{
    // 1.建立新的結點，並對新結點進行初始化
    LQueue_t *New = LQueue_NewNode(data);
    if (NULL == New)
    {
        printf("can not insert new node\n");
        return false;
    }

    // 2.判斷鏈式佇列是否為空，如果為空，則直接入隊即可
    if (NULL == Head->next)
    {
        Head->next = New;
        return true;
    }

    // 3.如果鏈式佇列為非空，則把新結點入隊到鏈式佇列的隊尾
    LQueue_t *Last = Head;
    while (Last->next != NULL)
    {
        Last = Last->next;
    }
    Last->next = New;

    return true;
}

// 出隊
bool LQueue_Dequeue(LQueue_t *Head)
{
    // 1.對鏈式佇列的首結點的地址進行備份
    LQueue_t *Temp = Head->next;
    // 2.判斷鏈式佇列是否為空，如果為空，則直接退出
    if (NULL == Head->next)
    {
        return false;
    }
    // 3.鏈式佇列非空，則直接出隊
    Head->next = Temp->next;
    Temp->next = NULL;
    free(Temp);

    return true;
}

// 遍歷
void LQueue_Print(LQueue_t *Head)
{
    // 對鏈式佇列的頭結點的地址進行備份
    LQueue_t *Phead = Head;

    // 首結點
    while (Phead->next)
    {
        // 把頭的直接後繼作為新的頭結點
        Phead = Phead->next;

        // 輸出頭結點的直接後繼的資料域
        printf("data = %d\n", Phead->data);
    }
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    LQueue_t *Head = LQueue_Create();
    LQueue_Enqueue(Head, 1);
    LQueue_Enqueue(Head, 2);
    LQueue_Enqueue(Head, 3);
    LQueue_Dequeue(Head);
    LQueue_Print(Head);

    return 0;
}

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