資料結構之佇列詳解

目錄

佇列queue

佇列的實現

佇列的時間複雜度

迴圈佇列的時間複雜度

介面queue：

/**

* created by binzhang on 2019/3/17.
*/public inte***ce queue

/**

* created by binzhang on 2019/3/17.
*/public class arrayqueueimplements queue
public arrayqueue()
@override
public int getsize() 
@override
public boolean isempty() 
public int getcapacity()
@override
public void enqueue(e e) 
@override
public e dequeue() 
@override
public e getfront() 
@override
public string tostring()
return res.tostring();
}public static void main(string args) }}
}

queue: [0] tail

queue: [0, 1] tail
queue: [0, 1, 2] tail
queue: [1, 2] tail
queue: [1, 2, 3] tail
queue: [1, 2, 3, 4] tail
queue: [1, 2, 3, 4, 5] tail
queue: [2, 3, 4, 5] tail
queue: [2, 3, 4, 5, 6] tail
queue: [2, 3, 4, 5, 6, 7] tail
queue: [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8] tail
queue: [3, 4, 5, 6, 7, 8] tail
queue: [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] tail

可以看到陣列出列的時間複雜度是o(n)的，所有的元素都要向前挪一位，效能相對是比較低的。

迴圈佇列可以解決這個問題。

迴圈佇列加入了front和tail兩個屬性。

當front==tail時隊列為空。

每次入隊的時候tail都會向後移動乙個單位，當有出隊操作時，front也會向後移動乙個單位。

當資料插入到位置7後，tail會回到0位置。

那麼tail是怎麼回到0的呢，當我們插入的元素大於佇列長度時採用取餘的方式來計算

tail = (i + 1)/capacity

這裡就是(7+1)/8（8為陣列長度）就回到了我們索引為0的位置

注意我們之前定義了front==tail是隊列為空的標誌，索引當遇到下圖情況即tail+1==front（更準確的說是(tail + 1) % c == front）的時候就表明我們的佇列是滿的了，可以進行擴容了，也就是說迴圈佇列中總會是浪費乙個空間的。

手寫乙個迴圈佇列：

/**

* created by binzhang on 2019/3/17.
*/public class loopqueueimplements queue
public loopqueue()
public int getcapacity()
@override
public int getsize() 
@override
public boolean isempty() 
@override
public void enqueue(e e) 
private void resize(int newcapacity)
@override
public e dequeue() 
@override
public e getfront() 
@override
public string tostring()
return res.tostring();
}public static void main(string args) }}
}

queue: size = 1, capacity = 10

front [0] tail
queue: size = 2, capacity = 10
front [0, 1] tail
queue: size = 3, capacity = 10
front [0, 1, 2] tail
queue: size = 2, capacity = 5
front [1, 2] tail
queue: size = 3, capacity = 5
front [1, 2, 3] tail
queue: size = 4, capacity = 5
front [1, 2, 3, 4] tail
queue: size = 5, capacity = 5
front [1, 2, 3, 4, 5] tail
queue: size = 4, capacity = 5
front [2, 3, 4, 5] tail
queue: size = 5, capacity = 5
front [2, 3, 4, 5, 6] tail
queue: size = 6, capacity = 10
front [2, 3, 4, 5, 6, 7] tail
queue: size = 7, capacity = 10
front [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8] tail
queue: size = 6, capacity = 10
front [3, 4, 5, 6, 7, 8] tail
queue: size = 7, capacity = 10
front [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] tail

迴圈佇列出列的時間複雜度變為o(1)

資料結構之佇列詳解

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