3-5 数组队列

简单记录 - bobo老师的玩转算法系列–玩转数据结构 - 栈和队列

队列Queue

  • 队列也是一种线性结构
  • 相比数组,队列对应的操作是数组的子集
  • 只能从一端(队尾)添加元素,只能从另一端(队首)取出元素 先进先出

队尾 队首

  • 队列是一种先进先出的数据结构(先到先得)

  • First In First Out(FIFO)

队列

Queue<E>

  • void enqueue(E)
  • E dequeue()
  • E getFront()
  • int getSize()
  • boolean isEmpty()

enqueue(E)入队 dequeue()出队

getFront()得到队首元素 getSize()得到总共元素的个数

isEmpty()队列是否为空

从用户的角度看,支持这些操作就好

具体底层实现,用户不关心

实际底层有多种实现方式

我们开发者要深入理解、实现

那就去实现队列吧

ArrayQueue<E> implement Interface Queue<E>

  • void enqueue(E)
  • E dequeue()
  • E getFront()
  • int getSize()
  • boolean isEmpty()

ArrayQueue实现了Queue接口

实践 : 数组队列的实现

动态数组 Array

public class Array<E> {

    private E[] data;
private int size; // 构造函数,传入数组的容量capacity构造Array
public Array(int capacity){
data = (E[])new Object[capacity];
size = 0;
} // 无参数的构造函数,默认数组的容量capacity=10
public Array(){
this(10);
} // 获取数组的容量
public int getCapacity(){
return data.length;
} // 获取数组中的元素个数
public int getSize(){
return size;
} // 返回数组是否为空
public boolean isEmpty(){
return size == 0;
} // 在index索引的位置插入一个新元素e
public void add(int index, E e){ if(index < 0 || index > size)
throw new IllegalArgumentException("Add failed. Require index >= 0 and index <= size."); if(size == data.length)
resize(2 * data.length); for(int i = size - 1; i >= index ; i --)
data[i + 1] = data[i]; data[index] = e; size ++;
} // 向所有元素后添加一个新元素
public void addLast(E e){
add(size, e);
} // 在所有元素前添加一个新元素
public void addFirst(E e){
add(0, e);
} // 获取index索引位置的元素
public E get(int index){
if(index < 0 || index >= size)
throw new IllegalArgumentException("Get failed. Index is illegal.");
return data[index];
} public E getLast(){
return get(size - 1);
} public E getFirst(){
return get(0);
} // 修改index索引位置的元素为e
public void set(int index, E e){
if(index < 0 || index >= size)
throw new IllegalArgumentException("Set failed. Index is illegal.");
data[index] = e;
} // 查找数组中是否有元素e
public boolean contains(E e){
for(int i = 0 ; i < size ; i ++){
if(data[i].equals(e))
return true;
}
return false;
} // 查找数组中元素e所在的索引,如果不存在元素e,则返回-1
public int find(E e){
for(int i = 0 ; i < size ; i ++){
if(data[i].equals(e))
return i;
}
return -1;
} // 从数组中删除index位置的元素, 返回删除的元素
public E remove(int index){
if(index < 0 || index >= size)
throw new IllegalArgumentException("Remove failed. Index is illegal."); E ret = data[index];
for(int i = index + 1 ; i < size ; i ++)
data[i - 1] = data[i];
size --;
data[size] = null; // loitering objects != memory leak if(size == data.length / 4 && data.length / 2 != 0)
resize(data.length / 2);
return ret;
} // 从数组中删除第一个元素, 返回删除的元素
public E removeFirst(){
return remove(0);
} // 从数组中删除最后一个元素, 返回删除的元素
public E removeLast(){
return remove(size - 1);
} // 从数组中删除元素e
public void removeElement(E e){
int index = find(e);
if(index != -1)
remove(index);
} @Override
public String toString(){ StringBuilder res = new StringBuilder();
res.append(String.format("Array: size = %d , capacity = %d\n", size, data.length));
res.append('[');
for(int i = 0 ; i < size ; i ++){
res.append(data[i]);
if(i != size - 1)
res.append(", ");
}
res.append(']');
return res.toString();
} // 将数组空间的容量变成newCapacity大小
private void resize(int newCapacity){ E[] newData = (E[])new Object[newCapacity];
for(int i = 0 ; i < size ; i ++)
newData[i] = data[i];
data = newData;
}
}

队列接口 Queue interface

public interface Queue<E> {

    int getSize();
boolean isEmpty();
void enqueue(E e);
E dequeue();
E getFront();
}

数组队列的实现 ArrayQueue

public class ArrayQueue<E> implements Queue<E> {

    private Array<E> array;

    public ArrayQueue(int capacity){
array = new Array<>(capacity);
} public ArrayQueue(){
array = new Array<>();
} @Override
public int getSize(){
return array.getSize();
} @Override
public boolean isEmpty(){
return array.isEmpty();
} public int getCapacity(){
return array.getCapacity();
} @Override
public void enqueue(E e){
array.addLast(e);
} @Override
public E dequeue(){
return array.removeFirst();
} @Override
public E getFront(){
return array.getFirst();
} @Override
public String toString(){
StringBuilder res = new StringBuilder();
res.append("Queue: ");
res.append("front [");
for(int i = 0 ; i < array.getSize() ; i ++){
res.append(array.get(i));
if(i != array.getSize() - 1)
res.append(", ");
}
res.append("] tail");
return res.toString();
} }

测试

Main

/**
* @author Liu Awen Email:willowawen@gmail.com
* @create 2020-02-16 0:02
*/
public class Main {
public static void main(String[] args) { ArrayQueue<Integer> queue = new ArrayQueue<>();
for(int i = 0 ; i < 5 ; i ++){
queue.enqueue(i);
System.out.println(queue);
}
System.out.println("-----------");
System.out.println("isEmpty:" + queue.isEmpty());
System.out.println("Size:" + queue.getSize());
System.out.println(queue);
System.out.println("队首元素:" + queue.getFront());
System.out.println(queue);
System.out.println("----------");
for(int i = 0 ; i < 5 ; i ++){
System.out.println(queue);
queue.dequeue();
}
System.out.println(queue);
}
}

Result

D:\Environments\jdk-11.0.2\bin\java.exe -javaagent:D:\Java\ideaIU-2019.2.win\lib\idea_rt.jar=1352:D:\Java\ideaIU-2019.2.win\bin -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath D:\IdeaProjects\imooc\Play-with-Data-Structures\03-Stacks-and-Queues\05-Array-Queue\target\classes Main
Queue: front [0] tail
Queue: front [0, 1] tail
Queue: front [0, 1, 2] tail
Queue: front [0, 1, 2, 3] tail
Queue: front [0, 1, 2, 3, 4] tail
-----------
isEmpty:false
Size:5
Queue: front [0, 1, 2, 3, 4] tail
队首元素:0
Queue: front [0, 1, 2, 3, 4] tail
----------
Queue: front [0, 1, 2, 3, 4] tail
Queue: front [1, 2, 3, 4] tail
Queue: front [2, 3, 4] tail
Queue: front [3, 4] tail
Queue: front [4] tail
Queue: front [] tail Process finished with exit code 0

队列先进先出

数组队列的复杂度分析

ArrayQueue<E>

  • void enqueue(E) O(1) 均摊
  • E dequeue() O(n)
  • E getFront() O(1)
  • int getSize() O(1)
  • boolean isEmpty() O(1)

【栈和队列】5、队列概述与数组队列的基本实现 - Java的更多相关文章

  1. C语言 简单的队列(数组队列)

    //简单的队列 #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #define datatype int #define N 10 //定义队列结构体 ...

  2. 算法进阶面试题02——BFPRT算法、找出最大/小的K个数、双向队列、生成窗口最大值数组、最大值减最小值小于或等于num的子数组数量、介绍单调栈结构(找出临近的最大数)

    第二课主要介绍第一课余下的BFPRT算法和第二课部分内容 1.BFPRT算法详解与应用 找到第K小或者第K大的数. 普通做法:先通过堆排序然后取,是n*logn的代价. // O(N*logK) pu ...

  3. 队列的C++实现(数组)——创建-进队-出队-返回队首元素-清空队列栈-处理队列

    队列的数组实现,从队尾进入,对头删除. 队列长度用标志变量size,它是独立于front和rear的一个变量.size == 0,队列为空.size == capacity,满队列. 一.结点声明 s ...

  4. Java数据类型Stack栈、Queue队列、数组队列和循环队列的比较

    判断括号是否匹配:调用java本身 import java.util.Stack; public class Solution { public boolean isValid(String s){ ...

  5. Python与数据结构[2] -> 队列/Queue[0] -> 数组队列的 Python 实现

    队列 / Queue 数组队列 数组队列是队列基于数组的一种实现,其实现类似于数组栈,是一种FIFO的线性数据结构. Queue: <--| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |<-- ...

  6. (四)循环队列 VS 数组队列 (效率对比)

    目录 背景 测试代码 结果 链表 随机访问 背景 各自完成插入 10万.20万 条随机数,然后再将这些随机数出队列 : 测试代码 /** * 测试速度 */ public String testSpe ...

  7. 数组队列如何手撕?解密ArrayBlockingQueue的实现内幕!

    队列 聊起队列,你一定会联想到一个与队列相似的数据结构:栈. 为了更好的理解什么是队列,我们将它和栈来比较一下: 队列的特点是:先进先出,如下图,1先进,1就先出. 图1:队列的图解 栈的特点是:先进 ...

  8. Java中的自定义数组队列

    在Java中,作为所有数据结构中存储和获取速度最快的一种,数组凭借其这种简单易用的优势在各个方面都能大显神威.但是数组也有自身的局限性.数组的长度必须是固定的一旦定义之后就无法动态的更改,这就会造成这 ...

  9. C# 高性能的数组 高性能数组队列实战 HslCommunication的SharpList类详解

    本文将使用一个gitHub开源的组件技术来实现这个功能 github地址:https://github.com/dathlin/HslCommunication                     ...

随机推荐

  1. 不会吧不会吧,还有开发不会Java填充PDF模板数据的,赶紧看看吧

    思路 根据业务需求,获取实际业务数据,借助itext库功能,将业务数据填充入提前制作好的PDF模板中 操作步骤 制作PDF模板:提前下载好Adobe Acrobat Pro DC 效果展示 准备PDF ...

  2. RocketMQ(六):nameserver队列存储定位解析

    在rocketmq中,nameserver充当了一个配置管理者的角色,看起来好似不太重要.然而它是一个不或缺的角色,没有了它的存在,各个broker就是一盘散沙,各自为战. 所以,实际上,在rocke ...

  3. 【Ubantu 系统显示ip为127.0.0.1 解决办法】

    现象:Ubantu : >>>ifconfig  Link encap:以太网  硬件地址******************            inet 地址:127.0.0. ...

  4. Unity状态机(Animator)

    状态机的状态(State) 每个Animator Controller都会自带三个状态:Any State, Entry和 Exit.  

  5. 2020-2021-1 20209307 《Linux内核原理与分析》第九周作业

    这个作业属于哪个课程 <2020-2021-1Linux内核原理与分析)> 这个作业要求在哪里 <2020-2021-1Linux内核原理与分析第九周作业> 这个作业的目标 & ...

  6. html 07-HTML5举例:简单的视频播放器

    07-HTML5举例:简单的视频播放器 我们采用 Bootstrap 网站的图标字体,作为播放器的按钮图标. index.html的代码如下: <!DOCTYPE html> <ht ...

  7. PHP MySQL 快速导入10万条数据

    项目背景 数据来源:所有数据均为外部导入,最大数据量在10w+ 输出数据:导出经过业务处理之后的数据 使用框架:fastadmin 涉及的问题: 1.数据读取 2.数据保存 使用数据:10w+ 解决方 ...

  8. Laravel Argument 1 passed to App\Models\Recipients\AlertRecipient::__construct() must be an instance of App\Models\Recipients\string, string given,

    今天测试snipet的计划任务,库存低于警告值的时候,时候会会自动发送邮件到邮箱 class SendInventoryAlerts extends Command { /** * The name ...

  9. 每日CSS_霓虹灯按钮悬停效果

    每日CSS_霓虹灯按钮悬停效果 2020_12_20 1. 代码解析 1.1 html 代码片段解析 <a href="#"> <span></spa ...

  10. 【进阶之路】线程池拓展与CompletionService操作异步任务

    大家好,我是练习java两年半时间的南橘,小伙伴可以一起互相交流经验哦. 一.扩展ThreadPoolExecutor 1.扩展方法介绍 ThreadPoolExecutor是可以扩展的,它内部提供了 ...