用C语言设计一个以带头结点的循环链表表示队列,并且只设一个指针指向队尾元素结点(不设头指针),试编写相应的入队、出队算法。
时间: 2024-10-04 22:04:04 浏览: 40
带头结点循环单链表-数据结构讲义
在C语言中,我们可以使用单指针(通常是队尾指针)和一个标志位来实现一个循环链表表示的队列,因为循环链表的特点就是最后一个节点的下一个节点是第一个节点,这正好符合队列后进先出的原则。由于题目要求不设头指针,我们需要自己维护一个“虚拟”头节点,其实质上是空节点,用于插入新元素。
首先,我们定义结构体`Node`表示链表节点:
```c
typedef struct Node {
int data;
struct Node* next;
} Node;
```
然后创建队列结构体`Queue`,包含队尾指针`rear`和标志位`is_empty`:
```c
typedef struct Queue {
Node* rear; // 指向队尾的指针
int is_empty; // 队列是否为空
} Queue;
```
接下来,我们编写入队(enqueue)函数:
```c
void enqueue(Queue* queue, int value) {
if (queue->is_empty) {
queue->rear = queue->rear->next = (Node*)malloc(sizeof(Node));
queue->rear->data = value;
queue->is_empty = 0;
} else {
queue->rear->next = queue->rear;
queue->rear->next->data = value;
}
}
```
出队(dequeue)函数:
```c
int dequeue(Queue* queue) {
if (queue->is_empty) {
return -1; // 队列已空,返回错误码
}
int value = queue->rear->data;
Node* temp = queue->rear;
queue->rear = queue->rear->next;
if (queue->rear == queue) { // 判断是否回到头部
queue->rear = NULL; // 清理临时指针
}
queue->is_empty = (queue->rear == NULL);
free(temp); // 释放原队尾节点内存
return value;
}
```
以上就是简单的循环链表队列的实现,其中入队操作会在队尾添加新的元素,而出队操作则从队尾移除并返回元素,如果队列为空,则会返回错误信息。
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