循环队列使用链表实现
时间: 2024-06-20 10:01:14 浏览: 14
循环队列是一种特殊的队列数据结构,它在链表实现中通常使用双向链表来支持高效的插入和删除操作。以下是循环队列使用链表实现的主要特点:
1. **环状结构**:链表中的最后一个节点链接回第一个节点,形成一个闭环,这样可以无限地进行插入和删除操作,而无需检查队列是否已满或为空。
2. **头指针和尾指针**:有两个指针,一个指向队列的开始(队首),另一个指向队列的结束(队尾)。队首指针用于新的元素插入,队尾指针用于移除元素。
3. **入队操作**:当元素要入队时,如果队尾不是空的,就在队尾节点后添加新元素;如果队尾是空的,则将队首指针更新为新元素,并将其指向自己,实现环状。
4. **出队操作**:移除队首元素时,如果是第一个节点,队首指针指向下一个节点;如果队首节点不是第一个,直接移除即可。同时,如果队列非空,队尾指针保持不变。
5. **满队列和空队列判断**:由于是循环队列,通常不直接检查队列是否满(即元素数量等于链表长度),而是通过队尾指针来判断,当队尾指针等于头指针时,表示队列已满。
相关问题
C语言链表实现循环队列
以下是C语言链表实现循环队列的代码实现和详细步骤:
1.定义循环队列的结构体和初始化函数
```c
#define MAXSIZE 100 // 循环队列的最大长度
typedef struct SLnode {
int data;
struct SLnode* next;
}SLnode;
typedef struct CQueue {
SLnode* front; // 队头指针
SLnode* tail; // 队尾指针
int length; // 队列长度
}CQueue;
// 初始化循环队列
void InitCQueue(CQueue* pq) {
pq->front = pq->tail = (SLnode*)malloc(sizeof(SLnode));
pq->front->next = NULL;
pq->length = 0;
}
```
2.实现入队操作
```c
// 入队操作
void EnCQueue(CQueue* pq, int x) {
SLnode* s = (SLnode*)malloc(sizeof(SLnode));
s->data = x;
s->next = NULL;
pq->tail->next = s;
pq->tail = s;
pq->length++;
}
```
3.实现出队操作
```c
// 出队操作
int DeCQueue(CQueue* pq) {
if (pq->front == pq->tail) {
printf("队列为空,无法出队!\n");
return -1;
}
SLnode* p = pq->front->next;
int x = p->data;
pq->front->next = p->next;
if (pq->tail == p) {
pq->tail = pq->front;
}
free(p);
pq->length--;
return x;
}
```
4.实现获取队列长度的函数
```c
// 获取队列长度
int CQueueLength(CQueue* pq) {
SLnode* cur = pq->front->next;
int size = 0;
while (cur != NULL) {
cur = cur->next;
++size;
}
return size;
}
```
5.实现判断队列是否为空的函数
```c
// 判断队列是否为空
int IsCQueueEmpty(CQueue* pq) {
if (pq->front == pq->tail) {
return 1;
}
else {
return 0;
}
}
```
6.实现判断队列是否已满的函数
```c
// 判断队列是否已满
int IsCQueueFull(CQueue* pq) {
if (pq->length == MAXSIZE) {
return 1;
}
else {
return 0;
}
}
```
7.实现获取队头元素的函数
```c
// 获取队头元素
int GetCQueueFront(CQueue* pq) {
if (pq->front == pq->tail) {
printf("队列为空,无法获取队头元素!\n");
return -1;
}
return pq->front->next->data;
}
```
8.实现获取队尾元素的函数
```c
// 获取队尾元素
int GetCQueueRear(CQueue* pq) {
if (pq->front == pq->tail) {
printf("队列为空,无法获取队尾元素!\n");
return -1;
}
return pq->tail->data;
}
```
循环队列和循环链表异同
循环队列和循环链表有以下异同点:
异同点:
1. 都是通过循环的方式来实现循环性质。
2. 都可以避免数据溢出的问题。
不同点:
1. 数据结构不同:循环队列是基于数组实现的,而循环链表是基于链表实现的。
2. 操作方式不同:循环队列通过维护队首和队尾指针来实现循环,而循环链表通过维护指向下一个节点的指针来实现循环。
3. 插入和删除操作的复杂度不同:循环队列的插入和删除操作的时间复杂度都是O(1),而循环链表的插入和删除操作的时间复杂度取决于插入或删除的位置。
范例:循环队列和循环链表的异同点如下:
1. 异同点:
- 都是通过循环的方式来实现循环性质。
- 都可以避免数据溢出的问题。
2. 不同点:
- 数据结构不同:循环队列是基于数组实现的,而循环链表是基于链表实现的。
- 操作方式不同:循环队列通过维护队首和队尾指针来实现循环,而循环链表通过维护指向下一个节点的指针来实现循环。
- 插入和删除操作的复杂度不同:循环队列的插入和删除操作的时间复杂度都是O(1),而循环链表的插入和删除操作的时间复杂度取决于插入或删除的位置。