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算法系列15天速成——第九天 队列

 

可能大家都知道,线性表的变种非常非常多,比如今天讲的“队列”,灰常有意思啊。

 

一:概念

          队列是一个”先进先出“的线性表,牛X的名字就是“First in First Out(FIFO)”,

      生活中有很多这样的场景,比如读书的时候去食堂打饭时的”排队“。当然我们拒绝插队。

 

二:存储结构

         前几天也说过,线性表有两种”存储结构“,① 顺序存储,②链式存储。当然“队列”也脱离

     不了这两种服务,这里我就分享一下“顺序存储”。

     顺序存储时,我们会维护一个叫做”head头指针“和”tail尾指针“,分别指向队列的开头和结尾。

\

 

代码段如下:

 

 1     #region 队列的数据结构

 2     /// <summary>

 3 /// 队列的数据结构

 4 /// </summary>

 5 /// <typeparam name="T"></typeparam>

 6     public class SeqQueue<T>

 7     {

 8         private const int maxSize = 100;

 9

10         public int MaxSize

11         {

12             get { return maxSize; }

13         }

14

15         /// <summary>

16 /// 顺序队列的存储长度

17 /// </summary>

18         public T[] data = new T[maxSize];

19

20         //头指针

21         public int head;

22

23         //尾指针

24         public int tail;

25

26     }

27     #endregion

 

三:常用操作

      队列的操作一般分为:

      ①: 初始化队列。

      ②:   出队。

      ③: 入队。

      ④: 获取队头。

      ⑤: 获取队长。

 

1:初始化队列

        这个很简单,刚才也说过了,队列是用一个head和tail的指针来维护。分别设置为0即可。

 

2:出队

       看着“队列”的结构图,大家都知道,出队肯定跟head指针有关,需要做两件事情,

       第一: 判断队列是否为空,这个我想大家都知道。

       第二: 将head头指针向后移动一位,返回head移动前的元素,时间复杂度为O(1)。

   \

代码段如下:

 

 

 1 #region 队列元素出队

 2         /// <summary>

 3 /// 队列元素出队

 4 /// </summary>

 5 /// <typeparam name="T"></typeparam>

 6 /// <param name="seqQueue"></param>

 7 /// <returns></returns>

 8         public T SeqQueueOut<T>(SeqQueue<T> seqQueue)

 9         {

10             if (SeqQueueIsEmpty(seqQueue))

11                 throw new Exception("队列已空,不能进行出队操作");

12

13             var single = seqQueue.data[seqQueue.head];

14

15             //head指针自增

16             seqQueue.data[seqQueue.head++] = default(T);

17

18             return single;

19

20         }

21         #endregion

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3:入队

 

      这个跟”出队“的思想相反,同样也是需要做两件事情。

 

      第一:判断队列是否已满。

 

      第二:将tail指针向后移动一位,时间复杂度为O(1)。

 

 

 

代码段如下:

 

 1         #region 队列元素入队

 2         /// <summary>

 3 /// 队列元素入队

 4 /// </summary>

 5 /// <typeparam name="T"></typeparam>

 6 /// <param name="seqQueue"></param>

 7 /// <param name="data"></param>

 8 /// <returns></returns>

 9         public SeqQueue<T> SeqQueueIn<T>(SeqQueue<T> seqQueue, T data)

10         {

11             //如果队列已满,则不能进行入队操作

12             if (SeqQueueIsFull(seqQueue))

13                 throw new Exception("队列已满,不能入队操作");

14

15             //入队操作

16             seqQueue.data[seqQueue.tail++] = data;

17

18             return seqQueue;

19         }

20         #endregion

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4: 获取队头

 

       知道”出队“和”入队“的原理,相信大家都懂的如何进行”获取队头“操作,唯一不一样的就是

 

       他是只读操作,不会破坏”队列“结构,时间复杂度为O(1)。

 

 

 

代码段如下:

 

        #region 获取队头元素

        /// <summary>

        /// 获取队头元素

        /// </summary>

        /// <typeparam name="T"></typeparam>

        /// <param name="seqQueue"></param>

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