设计一个使用不带头节点的循环链表来实现队列的数据结构,其中只有一个指针用于指向队尾节点而非头节点。请分别提供入队(enqueue)和出队(dequeue)操作的详细算法及其实现代码示例。
时间: 2024-11-09 14:31:18 浏览: 32
设计一个基于循环链表的队列数据结构,我们只需要维护一个尾指针`rear`,每次添加元素时更新该指针,移除元素时则调整前一个元素的`next`指针。以下是详细的算法及简单示例代码:
### 算法描述
1. **入队(enqueue):**
- 检查队尾是否为空。
- 如果队尾存在,创建一个新节点`newNode`,并将`newNode`的`data`设置为所需值。
- 设置`newNode`的`next`为当前队尾节点的`next`。
- 将队尾指针`rear`更新为`newNode`。
- 如果`newNode`成为新队尾并且`newNode.next == rear`(即形成了环),需要特殊处理,将`rear`回退到第一个元素,即`rear = rear.next`。
2. **出队(dequeue):**
- 检查队列是否为空,如果队尾`rear`为空,则队列为空,返回空或异常。
- 如果队列非空,取当前队尾节点`rear`的`data`并设置为`NULL`(假设无实际值传递)。
- 更新队尾指针`rear`为`rear.next`,跳过刚刚取出的元素。
- 如果`rear`变为`NULL`,说明队列只剩一个元素,可能形成环,这时需要处理成只有一个元素的链表,可以设置`rear`指向自身。
### C++ 示例代码
```cpp
// 定义链表节点
struct Node {
int data;
Node* next;
};
class CircularQueue {
private:
Node* rear;
public:
// 构造函数,初始化为空
CircularQueue() : rear(NULL) {}
// 入队操作
void enqueue(int value) {
if (rear == NULL) {
rear = new Node{value};
rear->next = rear; // 形成环
} else {
Node* newNode = new Node{value};
newNode->next = rear->next;
rear->next = newNode;
if (rear->next == rear) { // 处理形成环的情况
rear = newNode;
}
}
}
// 出队操作
int dequeue() {
if (rear == NULL) return -1; // 空队列异常处理
int data = rear->data;
Node* temp = rear;
rear = rear->next;
delete temp;
if (rear == NULL) rear = rear->next; // 单元链表情况处理
return data;
}
};
```
请注意,以上代码只是一个基础实现,实际应用中可能需要考虑内存管理、异常处理等细节。
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