138-3-0若使用循环链表来表示队列,p是链表中的一个指针.试基于此结构给出队列的插入、删除和判空算法1

在计算机科学中，队列是一种线性数据结构，遵循先进先出（FIFO）的原则，即最早进入队列的元素最先被移出。循环链表是实现队列的一种有效方式，因为它可以避免在队列满或空时出现边界条件的问题。下面我们将详细探讨如何使用循环链表来实现队列，并给出相关的插入、删除和判空算法。 我们需要定义一个链式队列的节点类`QueueNode`，它包含两个部分：数据域`data`用于存储元素，链域`link`指向下一个节点。同时提供一个构造函数来初始化这些字段。 ```cpp template <typename Type> class QueueNode { private: Type data; QueueNode *link; QueueNode(Type d = 0, QueueNode *l = NULL) : data(d), link(l) {} }; ``` 接下来，我们定义链式队列类`Queue`，它持有一个指向队尾的指针`p`。队列类中包含了构造函数、析构函数以及各种操作方法，如插入（enqueue）、删除（dequeue）、查看队头元素（GetFront）、置空队列（MakeEmpty）和判断队列是否为空（IsEmpty）。 ```cpp template <typename Type> class Queue { public: Queue() : p(NULL) {} ~Queue(); void EnQueue(const Type &item); Type DeQueue(); Type GetFront(); void MakeEmpty(); int IsEmpty() const { return p == NULL; } private: QueueNode<Type> *p; }; ``` 队列的析构函数`~Queue()`负责删除链表中的所有节点，以释放内存。 ```cpp template <typename Type> Queue<Type>::~Queue() { QueueNode<Type> *s; while (p != NULL) { s = p; p = p->link; delete s; } } ``` 队列的插入操作（enqueue）是在队尾添加新元素。如果队列为空，新节点将成为第一个节点，其链接回自身形成循环；否则，创建新节点并将其链接到当前队尾之后，然后更新队尾指针。 ```cpp template <typename Type> void Queue<Type>::EnQueue(const Type &item) { if (p == NULL) { p = new QueueNode<Type>(item, NULL); p->link = p; } else { QueueNode<Type> *s = new QueueNode<Type>(item, NULL); s->link = p->link; p = p->link = s; } } ``` 队列的删除操作（dequeue）是移除并返回队头元素。如果队列为空，则提示用户队列空并返回0。否则，保存队头元素的值，删除队头节点，并更新队头指针。 ```cpp template <typename Type> Type Queue<Type>::DeQueue() { if (p == NULL) { cout << "队列空, 不能删除!" << endl; return 0; } QueueNode<Type> *s = p; p->link = s->link; Type retvalue = s->data; delete s; return retvalue; } ``` 判断队列是否为空的条件是队尾指针`p`是否为`NULL`。当队列为空时，`p`的值应为`NULL`；否则，队列中至少有一个元素。 使用循环链表实现队列的优点在于它能够有效地处理队列的边界情况，使得插入和删除操作在时间复杂度上都保持为O(1)，提高了效率。同时，通过队列指针`p`的状态，我们可以轻松地判断队列是否为空，从而实现队列的基本操作。