C++链表与队列实现详解及ATM模拟应用

1. 链表数据结构基础解析

链表作为C++中重要的线性数据结构，其核心在于通过指针将离散的内存块串联起来。与数组不同，链表不需要连续的内存空间，这使得它在动态内存管理方面具有天然优势。理解链表的关键在于掌握节点(Node)这一基本组成单元。

1.1 节点结构剖析

每个链表节点包含两个核心部分：

cpp复制struct Node {
    DataType data;  // 数据域
    Node* next;     // 指针域
};

数据域存储实际元素值，指针域保存相邻节点的内存地址。在单向链表中，最后一个节点的next指针通常设为nullptr，这是遍历终止的重要标志。

实际开发中建议使用智能指针(如std::unique_ptr)管理节点内存，可避免手动内存管理的风险。但教学示例中仍采用原始指针以展示底层原理。

1.2 链表类型对比

在ATM队列案例中，选择单向链表实现主要基于：

1. 队列只需单向操作（尾部添加、头部删除）
2. 节省内存空间
3. 实现复杂度较低

2. 队列抽象数据类型实现

2.1 类架构设计

队列ADT(抽象数据类型)需要满足FIFO(先进先出)特性，我们的设计包含两个核心类：

cpp复制// 客户类
class CConsumer {
private:
    long arrive;      // 到达时间戳
    int processtime;  // 业务处理时长(分钟)
public:
    CConsumer() : arrive(0), processtime(0) {}
    void set(long when);
    // ...其他方法
};

// 队列类
class Queue {
private:
    struct Node {
        CConsumer consumer;
        Node* next;
    };
    Node* front;    // 队首指针
    Node* rear;     // 队尾指针
    int items;      // 当前元素计数
    const int qsize;// 队列容量上限
    // ..