程序员:数据结构与算法,队列的顺序存储结构
什么是队列
像栈一样,队列(queue)也是表。
使用队列插入在一端进行删除则在另一端进行。
比如说键盘进行字母或数字的输入,到显示器上如记事本上输出,其实这就是队列的应用。
队列是只允许在一端进行插入操作,而在另一端删除的线性表。
队列是一种先进先出的线性表,简称FIFO
允许插入的一端是队尾,允许删除的一端是队头。
队列的基本操作是enqueue(人队),它是在表的末端(叫作队尾( rear))插入一个元素,和
dequeue(出队),它是删除(并返回)在表的开头(叫作队头( front))的元素。下图显示一个队列的
抽象模型。
队列接口Queue的定义:
+int getSize() 获取队列中的元素+boolean isEmpty() 判断队列是否为空+void enqueue() 从队头添加一个元素+E dequeue() 从队尾删除一个元素+E getFront() 获取队头元素+E getRear() 获取队尾元素+E clear() 清空队列
package DS01.动态数组;public interface Queue<E> extends Iterable<E>{ //获取队列中元素的个数 int getSize(); //判断队列是否为空 boolean isEmpty(); //入队一个元素 void enqueue(E e); //出队一个元素 E dequeue(); //获取队头 E getFront(); //获取队尾 E getRear(); //清空队列 void clear();}
队列的顺序存储结构ArrayQueue的定义:
队列的顺序存储结构——入队操作
Front和Rear一开始都指向队头的前面,此时队列为空,当进入元素是,Front不动,Rear跟随进入的元素进行++。即队尾进入元素。
队列的顺序存储结构——出队操作
从队头开始删除元素,每删除一个元素,后面的元素都向前移动,然后Front不动,Rear–。
队列顺序存储结构的弊端
队列的顺序存储结构本身是由ArrayList实现的
在数据元素入队的时候,相当于在ArrayList表尾添加元素
在数据元素出队的时候,相当于在ArrayList表头删除元素
很明显,入队的时间复杂度0(1).出队的时间复杂度0(n) .
线性表增删数据元素时间复杂符都是O(),但是这个是按平均算的
队列的出队时间复杂度O(),可不是按平均算的,因为每次出队都是0(n)
队列的代码:
package DS01.动态数组;/*队列的顺序存储结构*/import java.util.Iterator;public class ArrayQueue<E> implements Queue<E> {//定义线性表对象list private ArrayList<E> list;//默认无参构造函数 public ArrayQueue(){ list=new ArrayList<>(); }// @Override public int getSize() { return list.getSize(); } @Override public boolean isEmpty() { return list.isEmpty(); } @Override public void enqueue(E e) { list.addLast(e); } @Override public E dequeue() { return list.removeFirst(); } @Override public E getFront() { return list.getFirst(); } @Override public E getRear() { return list.getLast(); } @Override public void clear() { list.clear(); } @Override public Iterator<E> iterator() { return list.iterator(); }//使用toSting返回数组的格式 @Override public String toString() { StringBuilder sb=new StringBuilder(); sb.append(String.format("ArrayQueue: %d/%d\n",getSize(),list.getCapacity())); sb.append('['); if(isEmpty()){ sb.append(']'); }else{ for(int i=0;i<list.getSize();i++){ sb.append(list.get(i)); if(i==list.getSize()-1){ sb.append(']'); }else{ sb.append(','); } } } return sb.toString(); }}
实现代码:
package DS01.动态数组;public class TestArrayQueue { public static void main(String[] args) { ArrayQueue<Integer> queue=new ArrayQueue<>(); for(int i=1;i<=15;i++){ queue.enqueue(i); } System.out.println(queue); for(int i=1;i<=10;i++){ queue.dequeue(); } System.out.println(queue); }}
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