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在上一篇文章中介绍了数组实现的队列,本章节再补充一个链式的队列,实现动态插入空间的操作。
链式队列由环形链表实现,通过链表头和链表尾的操作,完成了队列入列出列的功能。
如图所示,空队列时至少需要一个空节点,表示为队列头和队列尾,相当于哨兵的作用;
入列:新增节点插入到队列尾,并更新 tail 指针;出列:更新 head 位置,释放原来 head节点,返回现有位置的 data;
相关数据结构
struct list_node_t { struct list_node_t *next; void *data;};typedef struct queue{ size_t max_size; size_t used_num; struct list_node_t *head; struct list_node_t *tail;} queue_t;
初始化函数,对于生成图1的空队列,注意初始化时尾节点指向头节点
queue_t *queue_alloc(size_t max_size){ queue_t *pqueue = NULL; pqueue = calloc(1, sizeof(queue_t)); if ( !pqueue ) { return NULL; } /* Head is nil */ pqueue->head = calloc(1, sizeof(struct list_node_t)); if ( !pqueue->head ) { return NULL; } pqueue->head->next = NULL; pqueue->head->data = NULL; /* Reset tail means empty */ pqueue->tail = pqueue->head; pqueue->max_size = max_size; pqueue->used_num = 0; return pqueue;}
入列操作,对于图2的步骤,新增节点后加入到队列尾
int queue_push(queue_t *pqueue, void *nill, void *pdata){ struct list_node_t *pnode = NULL; if ( !pqueue ) { return FAILURE; } if ( queue_isfull(pqueue) ) { return FAILURE; } pnode = calloc(1, sizeof(struct list_node_t)); if ( !pnode ) { return FAILURE; } pnode->data = pdata; pnode->next = NULL; pqueue->tail->next = pnode; pqueue->tail = pnode; pqueue->used_num++; return SUCCESS;}出列操作,对应图3步骤,注意data数据为外部维护的数据结构,队列内部只做索引维护。
void *queue_pop(queue_t *pqueue){ struct list_node_t *prev = NULL; if ( !pqueue ) { return NULL; } if ( queue_isempty(pqueue) ) { return NULL; } prev = pqueue->head; pqueue->head = pqueue->head->next; FREE_POINTER(prev); return pqueue->head->data;}
相比于数据队列,链式队列空间使用较少,同样也可用于单生产者-单消费者的无锁队列实现。
注意data数据为外部维护的数据,队列内部只是做指针索引管理,并不进行内容的修改。