特殊的线性表:队列
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了特殊的线性表:队列相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
介绍完栈之后,接下来要介绍的是另一种跟栈很相似的数据结构 —— 队列,和栈一样,队列也是一中特殊的线性表结构,只不过队列是在一端插入,另一端删除,就跟我们平常排队一样的道理,从队尾入队,在队头出去,所以队列的特性是先入先出(FIFO),允许插入的一端叫队尾,允许删除的一端叫队头。一张图可以形象的体现两者的差别:
和栈一样,队列也可以通过数组和链表实现,通过数组实现的叫顺序队列,通过链表实现的叫做链式队列,栈只需要一个栈顶指针就可以了,因为只允许在栈顶插入删除,但是队列需要两个指针,一个指向队头,一个指向队尾。我们先来看通过 php 数组实现的顺序队列代码:
<?php /** * 通过 PHP 数组实现的队列 */ class SimpleQueue private $_queue = []; private $_size = 0; public function __construct($size = 10) $this->_size = $size; // 入队 public function enqueue($value) if (count($this->_queue) > $this->_size) return false; array_push($this->_queue, $value); // 出队 public function dequeue() if (count($this->_queue) == 0) return false; return array_shift($this->_queue); public function size() return count($this->_queue); $queue = new SimpleQueue(5); $queue->enqueue(1); $queue->enqueue(3); $queue->enqueue(5); var_dump($queue->dequeue()); # 1 var_dump($queue->size()); # 2
通过数组实现的顺序队列有一个问题,就是随着队列元素的插入和删除,队尾指针和队头指针不断后移,而导致队尾指针指向末尾无法插入数据,这时候有可能队列头部还是有剩余空间的,如下图所示:
我们当然可以通过数据搬移的方式把所有队列数据往前移,但这会增加额外的时间复杂度,如果频繁操作数据量很大的队列,显然对性能有严重损耗,对此问题的解决方案是循环队列,即把队列头尾连起来:
这样一来就不会出现之前的问题了,此时判断队列是否为空的条件还是tail==head,但是判断队列是否满的条件就变成了 (tail+1) % maxsize == head,maxsize 是数组的长度,浪费一个空间是为了避免混淆判断空队列的条件。当然如果通过链表来实现队列的话,显然没有这类问题,因为链表没有空间限制。
队列的应用也非常广泛,比如我们常见的消息队列就是队列的典型应用场景。
以上是关于特殊的线性表:队列的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章