資料結構程式碼實現之佇列的連結串列實現（C/C++）
上班閒著無聊，一直想著要開始寫部落格，但又不知道寫什麼。最近又回顧了下資料結構的知識，那就從資料結構開始吧。
前言
關於C語言結構體的知識以及佇列的特性請讀者自行了解，此處不做過多解釋，嘻嘻。
同時此篇文章僅僅是關於佇列的連結串列實現。
第一步：結構體編寫
我們首先分析一下佇列的特徵：先進先出，隊尾插入，隊頭刪除，暫時想到的就這麼多。
首先，對於連結串列的節點結構體的內容，我們首先想到的是它有一個值，還有一個指向下
一個節點的指標（連結串列相關知識請讀者自行了解），那麼它的結構體可實現如下：
1 typedef struct Qnode{
2 int data;
3 struct Qnode *next;
4 };對映到圖形，其是這樣的結構：
接下來，要讓這種節點實現佇列的特性，我們可以再建立一個結構體，該結構體有一個指向隊頭節點的指標和一個指向隊尾節點的指標，那麼它的實現如下：
1 typedef struct LQueue{
2 Qnode *front;
3 Qnode *rear;
4 };
其中，front指標指向隊頭，rear指標指向隊尾（注意，該指標是指向Qnode型別的指標）
對映到圖形，其是這樣的結構：
好了，結構體編寫工作到這裡就完成了，下面開始下一步工作。
第二步，佇列的方法分析及實現
一個佇列有哪些方法呢，根據前面提到的特性，首先要有插入和刪除的方法，我們可以定義插入操作為入隊（書上也是這麼說的），刪除操作為出隊，這兩個操作應該是佇列裡最基本的。接下來，初始化佇列的方法也是尤其必要的。然後，為了測試方便，還可以定義一個獲取佇列的長度，佇列是否為空，獲取隊頭元素值，獲取隊尾元素值以及列印佇列所有節點資料的方法。下面是對這些方法的實現。
初始化方法：void initQueue(LQueue *q);
方法描述：將建立的佇列結構（通過引數傳入該方法）的隊頭和隊尾指標都指向一個動態生成的Qnode節點，程式碼如下：
1 void initQueue(LQueue *q){
2 q->front = q->rear = (Qnode *)malloc(sizeof(Qnode));
3 q->front->next = NULL;
4 }
當建立了一個佇列變數，然後呼叫該方法時：
程式碼：
1 LQueue L; 2 initQueue(&L);
記憶體空間如圖：
判斷佇列是否為空方法：int empty(LQueue *t)；
該方法很簡單，不做過多描述，程式碼如下：
int empty(LQueue *t){
return t->front->next == t->rear;
}
入隊方法：void push(LQueue *t, int x);
方法描述：通過動態生成一個Qnode節點，然後將x賦值給該節點的data值，再將該節點插入到佇列中，程式碼如下：
1 void push(LQueue *t, int x){
2 Qnode *s = (Qnode *)malloc(sizeof(Qnode));
3 s->data = x;
4 s->next = NULL;
5 t->rear->next = s;
6 t->rear = s;
7 }
程式碼解釋：
第2行：動態生成一個Qnode節點，讓指標s指向它；
第3行：將傳入的x值賦值給生成的節點（s所指向）的data值；
第4行：將s所指節點的next指標置為空；
第5行：將佇列的隊尾指標的next指標指向s所指節點；
第6行：再將隊尾指標指向s節點，完成push操作。
不懂的讀者希望能自行畫圖幫助理解，其實圖一畫出來就一目瞭然了。
出隊方法：void pop(LQueue *t)；
方法描述：使用該方法時，首先應判斷佇列是否為空，為空則退出，不進行出隊操作。如果佇列不空，則首先定義一個Qnode型別指標q，讓q指向隊頭節點的下一個節點（因為隊頭節點僅作為隊頭，不儲存值），把隊頭去掉的話，就是頭節點啦。然後讓隊頭節點的next指標指向q所指節點的下一個節點，再釋放掉q所指節點（q所指節點即為要出隊的節點），程式碼如下：
1 void pop(LQueue *t){
2 if(empty(t)){
3 cout << "LQueue is empty,can't pop.\n";
4 return;
5 }
6 Qnode *q = t->front->next;
7 t->front->next = q->next;
8 free(q);
9 }
程式碼解釋：
第2-5行：判斷佇列是否為空，若為空則列印提示訊息後退出，不進行出隊操作；
第6行：定義一個指標q，使其指向隊頭節點的next指標所指向的節點；（前面已經解釋了，其實就是指向隊頭節點）
第7行：讓隊頭節點的next指標指向q的next指標所指向的節點；
第8行：釋放掉q所指的節點的記憶體，完成出隊操作；
還是那句話，畫圖！一步一步理解。
獲取隊頭節點的值方法：int getFront(LQueue *t)；
該方法很簡單，不做過多描述，程式碼如下：
1 int getFront(LQueue *t){
2 return t->front->next->data;
3 }
獲取隊尾節點的值方法：int getRear(LQueue *t)；
該方法很簡單，不做過多描述，程式碼如下：
1 int getRear(LQueue *t){
2 return t->rear->data;
3 }
獲取佇列長度的方法：int getSize(LQueue *t)；
方法描述：使用一個指向頭結點的指標，不斷遍歷，每遍歷一次，計數器加1，當該指標指向空時，遍歷完成，返回該計數器，程式碼如下：
1 int getSize(LQueue *t){
2 Qnode *q = t->front->next;
3 int k = 0;
4 while(q){
5 k++;
6 q = q->next;
7 }
8 return k;
9 }
程式碼解釋：
第2行：定義一個指向隊頭節點的指標q;
第3行：定義一個計數器k;
第4-7行：該程式碼為，當q不指向NULL時，k+1,然後q指向下一個節點，繼續迴圈判斷。
第8行：當迴圈結束時，返回該計數器k，即為佇列的長度。
列印佇列所有值方法：void printQueue(LQueue *t)；
方法描述，定義一個指向Qnode型別的指標，進行遍歷，每遍歷一個節點，列印該節點，然後繼續遍歷下一節點，程式碼如下：
1 void printQueue(LQueue *t){
2 Qnode *q = t->front->next;
3 while(q){
4 cout << q->data << " ";
5 q = q->next;
6 }
7 cout << "\n";
8 }
該程式碼比較簡單，不做過多解釋。
好了，方法至此已全部完成，接下來，就可以通過main函式進行測試了。
第三步：編寫main方法測試執行
完整程式碼如下，親測可用，希望各位新入坑的朋友多多敲程式碼練習哦：
1 #include <iostream>
2 using namespace std;
3
4 typedef struct Qnode{
5 int data;
6 struct Qnode *next;
7 };
8
9 typedef struct LQueue{
10 Qnode *front;
11 Qnode *rear;
12 };
13
14 void initQueue(LQueue *q){
15 q->front = q->rear = (Qnode *)malloc(sizeof(Qnode));
16 q->front->next = NULL;
17 }
18
19 int empty(LQueue *t){
20 return t->front->next == t->rear;
21 }
22
23 void push(LQueue *t, int x){
24 Qnode *s = (Qnode *)malloc(sizeof(Qnode));
25 s->data = x;
26 s->next = NULL;
27 t->rear->next = s;
28 t->rear = s;
29 }
30
31 void pop(LQueue *t){
32 if(empty(t)){
33 cout << "LQueue is empty,can't pop.\n";
34 return;
35 }
36 Qnode *q = t->front->next;
37 t->front->next = q->next;
38 free(q);
39 if(t->rear == NULL)
40 t->rear = t->front;
41 }
42
43 int getFront(LQueue *t){
44 return t->front->next->data;
45 }
46
47 int getRear(LQueue *t){
48 return t->rear->data;
49 }
50
51 int getSize(LQueue *t){
52 Qnode *q = t->front->next;
53 int k = 0;
54 while(q){
55 k++;
56 q = q->next;
57 }
58 return k;
59 }
60
61 void printQueue(LQueue *t){
62 Qnode *q = t->front->next;
63 while(q){
64 cout << q->data << " ";
65 q = q->next;
66 }
67 cout << "\n";
68 }
69 int main(){
70 LQueue L;
71 initQueue(&L);
72 cout << "Push data to Queue...\n";
73 push(&L,2);
74 push(&L,5);
75 push(&L,4);
76 push(&L,3);
77 push(&L,6);
78 push(&L,8);
79 push(&L,10);
80 push(&L,11);
81 cout << "Push finished.\n";
82 cout << "You have pushed such data:";
83 printQueue(&L);
84 cout << "Pop data out of Queue...\n";
85 pop(&L);
86 cout << "Pop finished.\n";
87 cout << "Now the Queue have such data:";
88 printQueue(&L);
89 cout << "Get Queue's front data:" << getFront(&L) << endl;
90 cout << "Get Queue's rear data:" << getRear(&L) << endl;
91 cout << "Get Queue's size:" << getSize(&L) << endl;
92 pop(&L);
93 pop(&L);
94 pop(&L);
95 cout << "After poped 3 times:";
96 printQueue(&L);
97 cout << "Judge the Queue is null or not(0 means not null,others means null):" << empty(&L) << endl;
98 pop(&L);
99 pop(&L);
100 pop(&L);
101 pop(&L);
102 cout << "After poped 4 times:";
103 printQueue(&L);
104 cout << "Judge the Queue is null or not(0 means not null,others means null):" << empty(&L) << endl;
105
106 return 0;
107 }
人生中的第一篇部落格，寫的不好還請海涵~~祝大家生活愉快~~