C语言实现链表队列（基本操作及图示）

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基本概念：

• 和栈相反，队列是一种先进先出（FIFO）的线性表。只允许在一端插入，在另一端删除。
• 允许插入的叫"队尾"（rear），允许删除的叫"队头"（front）。

  

• 使用场景：操作系统的作业排队。在允许多道程序运行的计算机系统中，同时有几个作业运行。如果运行结果都需要通道输出，则按照请求输出的先后次序排队。每当通道传输完毕可以接受新的输出任务时，队头的作业先从队列中退出作输出操作。申请输出的作业都从队尾进入。

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基本操作：

/* 定义链表队列 */

struct Node //结构体存放节点

struct LinkQueue //存放队头指针和队尾指针,不存放在Node中是为了节省节点入队时占用的内存空间

/* 初始化队列 */

队头指针和队尾指针共同申请一个内存空间

节点下一节指向NULL

注意：头结点的数据为空

/* 入队操作 */

申请新节点

输入的数据elem存放在新节点数据中

新节点下一节指向NULL

尾节点的下一节点指向新节点

队尾指针指向新节点

/* 出队操作 */

节点指针p指向队头结点

队头结点指向第一节点

释放指针p指向的节点

p指向NULL //避免野指针

/* 打印操作 */

由于头节点为空，所以从第二节点开始打印，直到指向NULL时停止打印

实现代码：

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #define OK 1
 4 #define ERROE 0
 5 #define OVERFLOW -2
 6 typedef int Status;
 7 typedef int QElemType;
 8 typedef struct Node
 9 {
10     QElemType data;
11     struct Node *next;
12 } QNode;
13 /* 当链式队列的头尾节点指针定义成为一个单独的结构体,避免在新增节点时占用过多的空间 */
14 typedef struct
15 {
16     QNode *front;
17     QNode *rear;
18 } LinkQueue;
19 Status InitQueue(LinkQueue *Q)
20 {
21     Q->front = Q->rear = (QNode *)malloc(sizeof(QNode));
22     if (!Q->front)
23         exit(OVERFLOW);
24     Q->rear->next = NULL; //rear.next始终指向NULL,头结点front不动
25     return OK;
26 }
27 Status InQueue (LinkQueue *Q, int elem)
28 {
29     QNode *p;
30     p = (QNode *)malloc(sizeof(QNode));
31     p->data = elem;
32     p->next = NULL;
33     Q->rear->next = p;
34     Q->rear = p;
35     return OK;
36 }
37 Status PrintQueue(LinkQueue Q)
38 {
39     QNode *p;
40     p = Q.front->next;
41     printf("the queue is:");
42     while(p != NULL)
43     {
44         printf("%d ", p->data);
45         p = p->next;
46     }
47     return OK;
48 }
49 Status OutQueue(LinkQueue *Q)
50 {
51     QNode *p;
52     int i;
53     printf("\nthe number of out queue:");
54     scanf("%d", &i);
55     while(i != 0)
56     {
57         p = Q->front;
58         Q->front = Q->front->next;
59         free(p);
60         i--;
61     }
62     p = NULL;
63     return OK;
64 }
65 Status EmptyQueue(LinkQueue Q)
66 {
67     if (Q.front->next == NULL)
68         printf("\nThe queue is empty!\n");
69     return OK;
70 }
71 int main()
72 {
73     LinkQueue queue;
74     InitQueue(&queue);
75     int elem;
76     printf("input:");
77     while(scanf("%d", &elem) != EOF)
78     {
79         InQueue(&queue, elem);
80     }
81     PrintQueue(queue);
82     OutQueue(&queue);
83     PrintQueue(queue);
84     EmptyQueue(queue);
85     return OK;
86 }