PTA数据结构(C++版)——7-1 队列的实现及基本操作（链栈实现，无上限）这是我参与11月更文挑战的第15天，活动详

这是我参与11月更文挑战的第15天，活动详情查看：2021最后一次更文挑战

1.编译运行

在这里插入图片描述

2.题目：

给定一个初始为空的队列和一系列入队、出队操作，请编写程序输出每次出队的元素。队列的元素值均为整数。

输入格式：

输入第1行为1个正整数n，表示操作个数；接下来n行，每行表示一个操作，格式为1 d或0。1 d表示将整数d入队，0表示出队。n不超过20000。

输出格式：

按顺序输出每次出队的元素，每个元素一行。若某出队操作不合法（如在队列空时出队），则对该操作输出invalid。

输入样例:

在这里给出一组输入。例如：

7 1 1 1 2 0 0 0 1 3 0

输出样例:

1 2 invalid 3

3.想法

本来这个是用一个最简单的有限长数组实现队列的性质即可，但是考虑到假如我们要对其频繁的动态增删，或者为其增加特别多的元素，那么有限长的数组就不能实现了。那么与顺序表结构相对的就是适合频繁增删的链式结构，所以为了实现动态添加，在这里我就本着玩的心态，选择了链式存储结构，用链队实现我们的想法，完成一个理论上没有上限，可以无限增加的队列。

4.代码块

队列的链式存储结构设置一个结构体，每个结点包含数据 Data，和一个指向下一个结点的指针 *next。再设置一个结构体，拥有可以指向队列头尾结点的指针。

typedef struct QNode{
	QElemType data;
	struct QNode *next;
}QNode,*QueuePtr;

typedef struct {
	QueuePtr front;	//队头指针 
	QueuePtr rear;	//队尾指针 
}LinkQueue;

链队的初始化

生成新结点作为头结点，队头和队尾指针指向此结点

Status InitQueue(LinkQueue &Q){
	Q.front = Q.rear=new QNode;
	//头结点的指针域为空 
	Q.front->next = NULL;
	return Ok;
}

链队的入队
1. 插入元素e为Q的新的队尾元素
2. 为入队元素分配结点空间，用指针P指向
3. 给新结点的数据域赋值
4. 将新结点插入到队尾，修改队尾指针

Status EnQueue(LinkQueue &Q,QElemType e){
	QNode *p=new QNode;
	p->data = e;
	p->next = NULL;
	Q.rear->next = p;
	Q.rear = p;
	return Ok;
}

链队的出队
1. 元素出队即删除队列的队头元素
2. 首先判断队列是否为空
3. 生成一个新结点起到一个数据中转的作用
4. 修改头结点的指针域
5. 元素被删，队尾指针指向头结点
6. 释放原队头元素的空间

Status DeQueue(LinkQueue &Q,QElemType &e){
	//删除Q的队头元素，用e返回其值
	if(Q.front==Q.rear) return Error;
	//p指向队头元素 
	QNode *p=Q.front->next;
	//e保存队头元素的值 
	e=p->data;
	Q.front->next = p->next;
	if(Q.rear == p) Q.rear =Q.front;
	delete p;
	return Ok; 
}

取链队的头元素
1. 判断队列是否为空
2. 取结点的 data 域

SElemType GetHead(LinkQueue Q){
	//返回Q的队头元素，不修改指针
	//队列非空 
	if(Q.front!=Q.rear){
		//返回队头元素的值，队头指针不变 
		return Q.front->next->data;
	} 
}

4.源码

#include<iostream>
using namespace std;
typedef int QElemType;
typedef int SElemType;
typedef int Status;
#define Ok 1
#define Error 0 
//队列的链式存储结构 
typedef struct QNode{
	QElemType data;
	struct QNode *next;
}QNode,*QueuePtr;

typedef struct {
	QueuePtr front;	//队头指针 
	QueuePtr rear;	//队尾指针 
}LinkQueue;

 //链队的初始化 
Status InitQueue(LinkQueue &Q){
	//生成新结点作为头结点，队头和队尾指针指向此结点 
	Q.front = Q.rear=new QNode;
	//头结点的指针域为空 
	Q.front->next = NULL;
	return Ok;
}

//链队的入队
Status EnQueue(LinkQueue &Q,QElemType e){
	//插入元素e为Q的新的队尾元素
	//为入队元素分配结点空间，用指针P指向 
	QNode *p=new QNode;
	//新结点的数据域为e 
	p->data = e;
	//将新结点插入到队尾 
	p->next = NULL;
	//修改队尾指针 
	Q.rear->next = p;
	Q.rear = p;
	return Ok;
} 

//链队的出队
Status DeQueue(LinkQueue &Q,QElemType &e){
	//删除Q的队头元素，用e返回其值
	//若队列为空，则返回Error 
	if(Q.front==Q.rear) return Error;
	//p指向队头元素 
	QNode *p=Q.front->next;
	//e保存队头元素的值 
	e=p->data;
	//修改头结点的指针域 
	Q.front->next = p->next;
	//最后一个元素被删，队尾指针指向头结点 
	if(Q.rear == p) Q.rear =Q.front;
	//释放原队头元素的空间 
	delete p;
	return Ok; 
} 

//取链队的头元素
SElemType GetHead(LinkQueue Q){
	//返回Q的队头元素，不修改指针
	//队列非空 
	if(Q.front!=Q.rear){
		//返回队头元素的值，队头指针不变 
		return Q.front->next->data;
	} 
} 
 int main(){
 	QElemType e;
 	LinkQueue Q; 
 	InitQueue(Q);
 	int n,b;
 	cin>>n;
 	while(n-->0){
 		cin>>b;
 		if(b==1){
 				cin>>b;
 				EnQueue(Q,b);
 		}
		 if(b==0){
 			if(Q.front==Q.rear)
 				cout<<"invalid"<<endl;
 			else{
 				DeQueue(Q,b);
 				cout<<b<<endl;
 			}			
 		}			
 	}
 	return 0;
 }