美文网首页
线性结构:队列

线性结构:队列

作者: WeberLisper | 来源:发表于2021-01-13 10:55 被阅读0次

定义

队列是一种先进先出(First In First Out,FIFO)的数据结构。

实现

可以和栈一样,把队列看成是数组实现的一个子集。由于队列可以有多个底层数据结构的实现,因此,先定义队列的接口:

public interface Queue<E> {

    int size();

    boolean isEmpty();

    void enqueue(E e);

    E dequeue();

    E getFront();

}

实现由Array作为底层实现的队列:

public class ArrayQueue<E> implements Queue<E> {
    private final Array<E> array;

    public ArrayQueue(int capacity) {
        array = new Array<>(capacity);
    }

    public ArrayQueue() {
        array = new Array<>();
    }

    @Override
    public int size() {
        return array.getSize();
    }

    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return array.isEmpty();
    }

    @Override
    public void enqueue(E e) {
        array.addLast(e);
    }

    @Override
    public E dequeue() {
        return array.removeLast();
    }

    @Override
    public E getFront() {
        return array.getFirst();
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        res.append("ArrayQueue ").append("front [");
        for (int i = 0; i < array.getSize(); i++) {
            res.append(array.get(i));
            if (i != array.getSize() - 1) {
                res.append(", ");
            }
        }
        res.append("] tail");
        return res.toString();
    }
}

这种实现对于出队,由于每次都在队首移除,因此对于dequeue来讲,算法复杂度为O(n)。使用循环队列可以使得出队操作的算法复杂度也为O(1)

循环队列

public class LoopQueue<E> implements Queue<E> {
    private E[] data;
    /**
     * 指向队首
     */
    private int front;
    /**
     * 指向下一个入队的位置
     */
    private int tail;
    /**
     * 队列长度
     */
    private int size;

    public LoopQueue(int capacity) {
        data = (E[]) new Object[capacity + 1];
        front = 0;
        tail = 0;
        size = 0;
    }

    public LoopQueue() {
        this(10);
    }

    @Override
    public int size() {
        return size;
    }

    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    public int getCapacity() {
        return data.length - 1;
    }

    @Override
    public void enqueue(E e) {
        if ((tail + 1) % data.length == front) {
            resize(getCapacity() * 2);
        }
        data[tail] = e;
        tail = (tail + 1) % data.length;
        size++;
    }

    @Override
    public E dequeue() {
        if (isEmpty()) {
            throw new IllegalStateException("Cannot dequeue in a empty queue!");
        }

        E e = data[front];
        data[front] = null;
        front = (front + 1) % data.length;
        size--;
        if (size == getCapacity() / 4 && getCapacity() / 2 != 0) {
            resize(getCapacity() / 2);
        }
        return e;
    }

    @Override
    public E getFront() {
        return data[front];
    }

    private void resize(int newCapacity) {
        E[] newData = (E[]) new Object[newCapacity + 1];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            newData[i] = data[(front + i) % data.length];
        }
        data = newData;
        front = 0;
        tail = size;
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        res.append("LoopQueue ").append("front [");
        for (int i = front; i != tail; i = (i + 1) % data.length) {
            res.append(data[i]);
            if ((i + 1) % data.length != tail) {
                res.append(", ");
            }
        }
        res.append("] tail");
        return res.toString();
    }

    public static void main(String[] args) {
        LoopQueue<Integer> queue = new LoopQueue<>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            queue.enqueue(i);
            if ((i + 1) % 3 == 0) {
                queue.dequeue();
            }
            System.out.println(queue);
        }
    }
}

相关文章

  • 2019-05-14*(线性结构 和 非线性结构的分类)

    线性结构: 百度百科:线性结构是一个有序数据元素的[集合]常用的线性结构有:线性表,栈,队列,双队列,数组,串。 ...

  • Java数据结构和算法概览

    Java数据结构和算法概览 数据结构 线性数据结构:常见的有一维数组,线性表,栈,队列,双队列,串。 非线性数据结...

  • MQ(message queue)

    是什么? 1.什么是队列? 队列是一种先进先出的数据结构。 数据结构 线性数据结构:常用的:线性表、栈、队列、串等...

  • 线性结构-队列

    编译环境:python v3.5.0, mac osx 10.11.4 什么是队列 具有一定操作约束的线性表,只能...

  • 线性结构--队列

    队列和栈其实很类似,最大的不同就是栈是先将后出,而队列是先进先出,就像一根水管固定一端进,而另一端负责出队列又分为...

  • 线性结构:队列

    定义 队列是一种先进先出(First In First Out,FIFO)的数据结构。 实现 可以和栈一样,把队列...

  • 数据结构(线性结构 栈与队列)

    栈与队列都是特殊的线性表,它们也是线性结构。用户可以采用顺序存储结构和链式存储结构两种方式来存储。栈和队列结构是各...

  • C#之数据结构(上)

    数据结构 一般将数据结构分为两大类: 线性数据结构和非线性数据结构。 线性数据结构有: 线性表、栈、队列、串、数组...

  • 2018-07-29--------数据结构汇总

    数据结构 1、数据结构的三要素:逻辑结构,存储结构,数据运算 2、逻辑结构: 1)线性结构:线性表,栈,队列 ...

  • NO.26 队列和栈、Map查询表

    队列(Queue)是常用的数据结构,可以将队列看成特殊的线性表,队列限制了对线性表的访问方式:只能从线性表的一端添...

网友评论

      本文标题:线性结构:队列

      本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/lnkuaktx.html