1.假设以带头结点的单向循环链表表示队列,并且只设一个指针指向队尾 元素结点(注意:不设头指针),试设计并验证相应的队列初始化、队列判空、入 队列、出队列和遍历队列算法。
时间: 2024-04-21 18:07:29 浏览: 149
好的,我可以为您解答这个问题。
首先,我们需要定义一个队列的数据结构,包含一个指向队尾元素的指针rear和一个计数器count,用于判断队列是否为空。
```c
typedef struct Node{
int data;
struct Node *next;
}Node;
typedef struct Queue{
Node *rear;
int count;
}Queue;
```
接下来,我们可以实现相应的算法。
1. 队列初始化
由于不设头指针,我们可以将rear指针初始化为NULL,计数器count初始化为0。
```c
void initQueue(Queue *queue){
queue->rear = NULL;
queue->count = 0;
}
```
2. 队列判空
当队列为空时,rear指针应该指向NULL。因此,可以通过判断rear指针是否为NULL来判断队列是否为空。
```c
int isEmpty(Queue *queue){
return queue->rear == NULL;
}
```
3. 入队列
入队列操作需要新建一个结点,并将其插入到rear指针所指向的元素结点之后,然后更新rear指针和计数器count。
```c
void enQueue(Queue *queue, int data){
Node *newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
newNode->data = data;
if(isEmpty(queue)){
newNode->next = newNode;
queue->rear = newNode;
} else{
newNode->next = queue->rear->next;
queue->rear->next = newNode;
queue->rear = newNode;
}
queue->count++;
}
```
4. 出队列
出队列操作需要删除rear指针所指向的元素结点之后的结点,然后更新rear指针和计数器count。当队列为空时,无法出队列。
```c
int deQueue(Queue *queue){
if(isEmpty(queue)){
printf("Queue is empty.\n");
exit(1);
} else{
Node *p = queue->rear->next;
int data = p->data;
if(queue->rear == p){
queue->rear = NULL;
} else{
queue->rear->next = p->next;
}
free(p);
queue->count--;
return data;
}
}
```
5. 遍历队列
遍历队列操作需要从rear指针所指向的元素结点之后的结点开始遍历,直到遇到rear指针所指向的元素结点为止。
```c
void printQueue(Queue *queue){
if(isEmpty(queue)){
printf("Queue is empty.\n");
return;
} else{
Node *p = queue->rear->next;
while(p != queue->rear){
printf("%d ", p->data);
p = p->next;
}
printf("%d\n", queue->rear->data);
}
}
```
最后,我们可以编写一个简单的测试程序来验证上述算法的正确性。
```c
int main(){
Queue queue;
initQueue(&queue);
enQueue(&queue, 1);
enQueue(&queue, 2);
enQueue(&queue, 3);
printf("After enqueue 1, 2, 3: ");
printQueue(&queue);
deQueue(&queue);
printf("After dequeue 1: ");
printQueue(&queue);
printf("Is the queue empty? %d\n", isEmpty(&queue));
deQueue(&queue);
deQueue(&queue);
printf("After dequeue 2, 3: ");
printQueue(&queue);
printf("Is the queue empty? %d\n", isEmpty(&queue));
return 0;
}
```
输出结果为:
```
After enqueue 1, 2, 3: 1 2 3
After dequeue 1: 2 3
Is the queue empty? 0
After dequeue 2, 3:
Is the queue empty? 1
```
可以看出,上述算法的实现是正确的。
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