队列的链式存储结构

1 链队列的存储结构

　　将对头指针front指向链队列的头结点，队尾指针rear指向终端结点。

　　空队列时，头指针front和尾指针rear都指向头结点。

　　链队列的存储结构为：

typedef int QElemType;
typedef struct QNode {            //结点结构
    QElemType data;
    struct QNode *next;
}QNode;

typedef struct QNode * QueuePtr;

typedef struct {                //队列的链表结构
    QueuePtr rear;
    QueuePtr front;
}LinkQueue;

2 入队操作

//插入元素e为Q的新的队尾结点
Status EnQueue(QueuePtr Q, QElemType e) {
    QueuePtr q = (QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
    if (!q) {                //存储分配失败
        exit(OVERFLOW);
    }
    q->data = e;
    q->next = NULL;
    Q->rear->next = q;
    Q->rear = q;
    return OK;
}

3 出队操作

　　出队操作，就是头结点的后继结点出队，将头结点的后继改为它后面的结点。

　　若链表除头结点外只剩一个元素时，则需将rear指针指向头结点。

//若队列不空，删除Q的队头元素，用e返回其值，并返回OK，否则返回ERROR。
Status DeQueue(QueuePtr Q, QElemType *e) {
    QueuePtr q;
    if (Q->rear == Q->front) {        //空队列
        return ERROR;
    }
    q = Q->front->next;                //q指向第一个结点
    *e = q->data;
    Q->front->next = q->next;

    if (Q->rear == p) {                //若队头就是队尾，删除后，需要将rear指针指向头结点
        Q->rear = Q->front;
    }
    free(q);
    return OK;
}

4 循环队列与链队列的比较

　　从时间上考虑，循环队列和链队列的基本操作都是O(1),不过循环队列是事先已申请好空间，使用期间不会释放。而对于链队列，每次申请和释放结点也会存在一些时间开销。如果入队和出队频繁，两者还是有细微差异的。
　　从空间来说，循环队列必须有一个固定的长度，所以就有了存储元素个数和空间浪费的问题。而链队列不存在这个问题，尽管它需要一个指针域，会产生一些空间上的开销，但是是可以接受的。所以从空间上说，链队列更加灵活。
　　总的来说，在可以确定链队列最大长度的情况下，建议使用循环队列。如果无法预估队列的长度，则使用链队列。