队列的基本结构与基本操作函数

与栈的结构相反，队列的结构具有一种“先入先出”的特点,最主要的原因仍然在于，队列只允许由一端插入元素而从另一端释放元素。这就与现实生活中的队列具有极其相似的特点，插入元素行为只在队尾端实现（即通过移动队尾指针可完成目的），而输出元素在队首端实现（移动队首指针可完成目的）。

队列一般具有两种表示方法，包括顺序队列以及链队列，先由链队列开始，链队列顾名思义，是由链表表示的队列，需要有两个分别指示队首与队尾的指针（头指针与尾指针）。同时，需要设置一个头结点，初始化将头指针与尾指针均指向头结点，这也作为链队列是否为空的判别依据。链队列的基本结构代码与示意图如下，链队列的单个节点用Qnode进行表示，而头指针与尾指针用新定义的结构体LinkQue来进行表示队列结构的代码以及示意图如下：

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
using namespace std;
typedef struct Qnode
{
    int data;
    struct Qnode*next;
}Qnode,*Qptr;
typedef struct{
   Qptr head;
   Qptr tail;
}LinkQue;

在明确了队列的结构后，首先需要定义队列的初始化操作，主要思路包括：1）新建一个空队列q,将队列的队首指针与队尾指针初始化指向同一个结点q（此处空队列与新建结点重名，在队列未插入新元素时两者均只是一个结点，换言之，是同一个事物） 2）将q队首指针所指结点（即队首元素）的后继元素指为空。具体代码以及示意图如下：

void Init(LinkQue q)
{
    q.head=(Qnode*)malloc(sizeof(Qnode));
    q.head=q.tail;
    q.head->next=NULL;
}

由于在队列之中，插入节点的操作仅仅在队尾进行，需要完成的步骤只有新建结点，以及处理新节点与尾指针尾结点的关系。队列的插入节点操作主要思路如下：1）新建一个节点p，p的数据域用int类型的变量e来赋值 2）p的后继结点赋值为NULL，同时将节点p作为尾指针tail所指的节点的后继（tail指针初始化指向头结点，这步操作意为将新节点p链接至头结点后） 3）将tail指针赋值为指针p。代码以及示意图如下所示：

void Insert(LinkQue q,int e)
{
    Qptr p;
    p=(Qnode*)malloc(sizeof(Qnode));
    p->data=e;
    p->next=NULL;
    q.tail->next=p;
    q.tail=p;
}

删除结点操作与插入节点操作相反，如果队列不空，则删除队首的节点。主要思路如下：1）新建一个指针p，将指针p指向q的队首指针所指节点的后继节点 2）重新定义队首节点的后继结点，将该后继结点赋值为p的后继节点 3）进行条件判断，如果p指针与队列的尾部指针指向同一段内存，将队首指针与队尾指针指向同一段内存，即队列为空。4)释放p指针所指的节点内存

void Delete(LinkQue q,int e)
{
    Qptr p;
    p=q.head->next;
    e=p->data;
    q.head->next=p->next;
    if(q.tail==p)
    {
        q.tail=q.head;
    }
    free(p);
}

在插入节点与删除结点操作完成后，需要了解销毁队列的操作，销毁队列就是不停地出队的重复。主要思路如下：1）通过while循环来控制队列指针的移动以及释放结点操作，当队列q的head指针指向的结点不为空时，将tail指针指向head指针的后继结点 2）释放head指针所指的结点的内存空间 3）将head指针赋值为tail指针的值，即head指针继续向后挪一位。具体代码如下：

void Destroy(LinkQue q)
{
    while(q.head!=NULL)
    {
        q.tail=q.head->next;
        free(q.head);
        q.head=q.tail;
    }
}

队列的基本结构与基本操作函数

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