Leetcode——Queue队列

Posted 2020-12-11

Queue 队列

性质：先入先出FIFO

在FIFO数据结构中，将首先处理添加到其中的第一个元素。队列是典型的 FIFO 数据结构。

• 插入（insert）操作也称作入队（enqueue），新元素始终被添加在队列的末尾。
• 删除（delete）操作也被称为出队（dequeue)。 你只能移除第一个元素。
  

队列的实现(python)——列表list实现

class Queue:
    def __init__(self):
        self.items=[]
    def isEmpty(self):
        return self.items==[]
    def enqueue(self,item):
        self.items.insert(0,item)
    def dequeue(self):
        return self.items.pop()
    def  size(self):
        return len(self.items)

循环队列的实现

代码

class MyCircularQueue:
    def __init__(self, k: int):
        """
        Initialize your data structure here. Set the size of the queue to be k.
        """
        self.item = [-1 for _ in range(k)]
        self.maxsize = k
        self.size = 0
        self.font = -1
        self.rear = 0
    def enQueue(self, value: int) -> bool:
        """
        Insert an element into the circular queue. Return true if the operation is successful.
        """
        if self.isFull():
            return False
        else:
            self.item[self.rear] = value
            self.rear = (self.rear+1)%self.maxsize
            self.size += 1
            return True
    def deQueue(self) -> bool:
        """
        Delete an element from the circular queue. Return true if the operation is successful.
        """
        if self.isEmpty():
            return False
        else:
            self.font = (self.font+1)%self.maxsize
            self.size -= 1
            return True
    def Front(self) -> int:
        """
        Get the front item from the queue.
        """
        if not self.isEmpty():
            return self.item[self.font+1]
        else:
            return -1
    def Rear(self) -> int:
        """
        Get the last item from the queue.
        """
        if not self.isEmpty():
            return self.item[self.rear-1]
        else:
            return -1
    def isEmpty(self) -> bool:
        """
        Checks whether the circular queue is empty or not.
        """
        return self.size == 0
    def isFull(self) -> bool:
        """
        Checks whether the circular queue is full or not.
        """
        return self.size == self.maxsize       
# Your MyCircularQueue object will be instantiated and called as such:
# obj = MyCircularQueue(k)
# param_1 = obj.enQueue(value)
# param_2 = obj.deQueue()
# param_3 = obj.Front()
# param_4 = obj.Rear()
# param_5 = obj.isEmpty()
# param_6 = obj.isFull()

代码解释

• self.font：代表循环队列列首的前一个位置，也就是self.font=real_font-1
• self.rear：代表循环队列列尾的后一个位置，也就是self.rear=real_rear+1
• self.size：判断队列的空满，当然也可以用下列方式判断队列的空满
  • (real_rear+1)%maxsize=real_font，也就是(self.rear)%self.maxsize==self.font+1：再添加一个元素之后，队首self.font+1和队尾(self.rear)%self.maxsize重合
  • (real_font+1)%maxsize=real_rear，也就是(self.font+2)%self.maxsize==self.rear-1：再删除一个元素之后，队首(self.font+2)%self.maxsize和队尾self.rear-1重合
    图示
    

队列Queue与广度优先搜索BFS

#->功能：广度优先搜索算法
#->传入参数：g(图),start(起始节点)
def bfs(g,start):
    #当前顶点的distance predecessor的设置
    start.setDistance(0)
    start.setPred(None)
    #新建队列，存储顶点
    vertQueue = Queue()
    #当前节点进队
    vertQueue.enqueue(start)
    while (vertQueue.size() > 0):  
        currentVert = vertQueue.dequeue()  #取队首为当前顶点
        for nbr in currentVert.getConnections()[0]: #遍历当前顶点的邻接顶点
            if nbr.getColor() == \'white\':  #邻接顶点白色（未遍历）
                nbr.setColor(\'gray\')     #遍历过了
                nbr.setDistance(currentVert.getDistance()+1) #当前顶点的距离加1作为该遍历节点的距离
                nbr.setPred(currentVert)  #设置前驱
                vertQueue.enqueue(nbr)   #邻接节点入队
        currentVert.setColor(\'black\')  #当前节点全部遍历