本文介绍了在C语言编程环境中如何判断循环链表是否为空或已满的方法和技巧,帮助读者更好地理解和操作循环链表。
在C语言数据结构中,判断循环链表空与满是一个重要的知识点。本段落将详细介绍如何通过不同的方法来确定循环链表是否为空或已满,并提供相应的代码实现。
当队列为空时,头指针(front)等于尾指针(rear)。而在入队操作使尾指针向前追赶头指针、出队操作使头指针向前追赶尾指针的情况下,无法通过简单的比较来区分“空”和“满”的状态。因为这两种状态下,两者的值都是相等的。
为了解决这个问题,至少有三种方法:
1. 使用一个布尔变量来标记队列的状态。
2. 少用一个元素的空间,并约定在入队前检查尾指针向前移动一位后是否与头指针对齐(即满状态);注意此时rear所指向的位置始终为空。
3. 通过计数器记录当前队列中的元素数量。
下面展示如何实现第二种和第三种方法:
### 方法二:少用一个单元的空间
当循环链表的尾指针在循环意义下加1后等于头指针时,认为是满状态。同时规定front指向队首元素的位置,而rear则指向队尾元素后的空位。
```c
#include
#include
#define QUEUE_SIZE 10
typedef int Item;
typedef struct {
Item * item;
int front; // 头指针位置
int rear; // 尾指针所在的位置,即下一个入队元素将被放置的地方。
} Queue;
int init_queue(Queue * queue) {
queue->item = (Item *) malloc(QUEUE_SIZE * sizeof(Item));
if(!queue->item) {
printf(Alloc failed, not memory enough\n);
exit(EXIT_FAILURE);
}
queue->front = 0;
queue->rear = 0; // 初始化时队列为空,所以头尾指针相等
return 1;
}
int en_queue(Queue * queue, Item item) {
if((queue->rear + 1) % QUEUE_SIZE == queue->front) {
printf(The queue is full\n);
return -1; // 队列已满,返回-1表示失败
}
queue->item[queue->rear] = item;
queue->rear = (queue->rear + 1) % QUEUE_SIZE; // 更新尾指针位置
return 1; // 入队成功
}
int de_queue(Queue * queue, Item * item) {
if(queue->front == queue->rear) {
printf(The queue is empty\n);
return -1; // 队列为空,返回-1表示失败
}
(*item) = queue->item[queue->front];
queue->front = (queue->front + 1) % QUEUE_SIZE;
return 1; // 出队成功
}
void destroy_queue(Queue * queue) {
free(queue->item);
}
```
以上代码展示了如何通过减少一个单元的空间来判断循环链表是否已满,并提供了相应的入队和出队操作。这种方法有效地解决了头尾指针相等时无法区分空状态与满状态的问题。
理解并掌握这些方法对于正确处理基于环形数组的循环缓冲区至关重要,特别是在内存管理有限的情况下更为重要。