Java - 可循环队列
Posted latiny
tags:
篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Java - 可循环队列相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
队列是一种特殊的线性表,是一种先进先出的数据结构。只允许在表的前端进行删除操作,在表的后端进行插入操作。进行插入操作的端称为队尾,进行删除操作的端称为队头。队列中没有元素时,称为空队列。
简单的循环队列实现比较容易,队头获取数据、队头弹出获取数据,队尾插入数据。下面来研究一下可以无限循环使用的队列。思路如下:
1、数据结构
int[] elements:底层采用数组实现,用来存储队列的所有元素;
maxSize:数组最大容量;
first:队头索引属性;
size:队列有效元素的个数;
1,2,3,4,5
2、算法
这里采用最大容量为5的队列来说明,即maxSize设为5。
(1) 第一次使用队列时,依次添加5个元素:1,2,3,4,5,first指向1,size 大小为5,maxSize为5。
1,2,3,4,5
算法很简单:添加1时,各种为空、队列已满的判断条件暂时省掉;
add(int value)
if (size == 0)
first = 0;
elements[size++] = value;
(2) 调用2次pop()方法弹出获取队列元素,此时队列数据结构如下:
1,2,3,4,5
size为3,first指向3,maxSize始终为5。
pop()
size--;
return elements[first++];
(3) 此时我们再向队列添加元素6、7,此时队列数据结构如下:
1,2,3,4,5
6,7,3,4,5
访问的顺序应该为:3, 4, 5, 6, 7,其中size为5,first指向3。此时步骤1、2的算法明显不支持数组的循环使用,我们需要利用取模来循环添加数据到数组,具体算法如下:
public class MyQueue /** * 底层数组 */ private int[] elements; /** * 队列最大容量 */ private int maxSize; /** * 队列头索引 */ private int first; /** * 队列有效元素的个数 */ private int size; public MyQueue(int maxSize) this.maxSize = maxSize; elements = new int[maxSize]; first = -1; size = 0; /** * 添加元素 * * @param value */ public void add(int value) if (isFull()) throw new RuntimeException("队列已满。"); if (isEmpty()) first = 0; // 队列未满但是(first + size >= maxSize)时,说明数组elements的first索引之后所有位置已填满, // first索引之前有空位置可以插入元素, 新增元素插入位置算法为:(first + size) % maxSize。 if (first + size >= maxSize) elements[(first + size) % maxSize] = value; else elements[first + size] = value; size++; /** * 获取队列元素,只能取队列头,弹出式获取。 * * @return */ public int pop() if (isEmpty()) throw new RuntimeException("队列为空。"); size--; // first 索引指向maxSize - 1时,即first已到达数组最后的位置,则弹出之后需将first指向第1个元素, // 实现数组循环使用 if (first == maxSize -1) int tmp = elements[first]; first = 0; return tmp; else return elements[first++]; /** * 获取元素,不弹出 * * @return */ public int peek() if (isEmpty()) throw new RuntimeException("队列为空。"); return elements[first]; public boolean isFull() return size == maxSize; public boolean isEmpty() return size <= 0; public void display() if (isEmpty()) System.out.println("Queue is empty."); return; StringBuilder str = new StringBuilder(); for (int i = first; i < first + size; i++) if (i >= maxSize) str.append(elements[i % maxSize] + ", "); else str.append(elements[i] + ", "); System.out.println(str.substring(0, str.length() - 2)); public int size() return size;
以上是关于Java - 可循环队列的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
2017-12-19python全栈9期第四天第二节之列表的增删查改之元祖是只读列表可循环查询可切片儿子不能改孙子可以改