java数据结构----队列，优先级队列

Posted 2020-10-24 海的味道

1.队列：和栈中的情况不同，队列中的数据项不总是从数组下标0开始，移除一个数据项后，队头指针会指向下标较高的数据项，其特点：先入先出

2.图解

 

 3.队列的实现代码：

　　3.1.Queue.java

 1 package com.cn.queue;
 2 /**
 3  * 数据结构之队列实现
 4  * @author Administrator
 5  *
 6  */
 7 public class Queue {
 8 private int maxsize;
 9 private long[] queuearray;
10 private int front;
11 private int rear;
12 private int nItems;
13 public Queue(int s){
14     maxsize = s;
15     queuearray = new long[maxsize];
16     front = 0;
17     rear = -1;
18     nItems = 0;
19 }
20 public void insert(long j){
21     if (rear == maxsize - 1)
22         rear = -1;
23     queuearray[++ rear] = j;
24     nItems ++;
25 }
26 public long remove(){
27     long temp = queuearray[front ++];
28     if (front == maxsize)
29         front = 0;
30     nItems --;
31     return temp;
32 }
33 public long peekFront(){
34     return queuearray[front];
35 }
36 public boolean isEmpty(){
37     return (nItems == 0);
38 }
39 public boolean isFull(){
40     return (nItems == maxsize);
41 }
42 public int size(){
43     return nItems;
44 }
45 
46 }

　　3.2.QueueTest.java

 1 package com.cn.queue;
 2 
 3 public class QueueTest {
 4 public static void main(String[] args) {
 5     Queue q = new Queue(100);
 6     q.insert(100);
 7     q.insert(200);
 8     q.insert(300);
 9     while (q.size()!=0){
10         System.out.print(q.remove()+"   ");
11     }
12     System.out.println("");
13     System.out.println(q.isEmpty());
14 }
15 }

4.队列插入和删除的时间复杂度和栈的一样，都是O(1)

5.优先级队列：优先级队列是比栈和队列更加专用的数据结构，他有一个队头和队尾，并且也是从队头移除数据项，不过在优先级队列中，数据项按关键字的值有序，这样关键字最小的数据项总是在队头，而最大的就在队尾。做插入操作时会按照顺序插入到合适的位置以确保队列的顺序。除了可以快速访问最小关键值的数据项，优先队列还必须实现非常快的插入数据项，由此，优先级队列通常使用一种称为堆得数据结构实现。本程序暂时使用数组实现，该实现的插入比较慢，适用于数据量小，并且对速度要求并不高场景。

6.优先级队列的实现：

　　6.1.PriorityQ.java

 1 package com.cn.queue;
 2 /**
 3  * 优先级队列的实现代码
 4  * @author Administrator
 5  *
 6  */
 7 public class PriorityQ {
 8 private int maxsize;
 9 private long[] queuearray;
10 private int nItems;
11 public PriorityQ(int s){
12     maxsize = s;
13     queuearray = new long[maxsize];
14     nItems = 0;
15 }
16 public void insert(long item){
17     int k;
18     if (nItems == 0)
19         queuearray[nItems ++] = item;
20     else{
21         for(k = nItems - 1;k >= 0;k --){
22             if (item > queuearray[k])
23                 queuearray[k + 1] = queuearray[k];
24             else
25                 break;
26         }
27         queuearray[k + 1] = item;
28         nItems ++;
29     }
30 }
31 public long remove(){
32     return queuearray[-- nItems];
33 }
34 public long peekmin(){
35     return queuearray[nItems - 1];
36 }
37 public boolean isEmpty(){
38     return (nItems == 0);
39 }
40 public boolean isFull(){
41     return (nItems == maxsize);
42 }
43 }

　　6.2图解

7.优先级队列的效率：插入操作时间复杂度位O(N),删除操作时间复杂度为O(1)，后续堆数据结构将改进他。