《算法通关村—队列基本特征和实现问题解析》

news2024/11/16 22:55:06

《算法通关村—队列基本特征和实现问题解析》

队列的基本特征

队列（Queue）是一种常见的数据结构，具有以下基本特征：

先进先出（FIFO）：队列中的元素按照它们被添加到队列的顺序排列，最先进入队列的元素最早被移出队列，类似于排队等候的过程。
两个基本操作：
- 入队（Enqueue）：将元素添加到队列的末尾，也叫做“入队列”操作。
- 出队（Dequeue）：从队列的头部移除元素，也叫做“出队列”操作。
有限容量：队列可以有限容量，限制了队列中可以存储的元素数量。一旦队列达到容量上限，再次尝试入队将失败（溢出）。
动态队列：有些队列具有动态大小，可以根据需要自动扩展其容量，以容纳更多元素。
队列可以用于多种应用，如任务调度、数据缓冲、排队系统等。
常见实现方式：队列可以用数组或链表来实现。数组实现的队列通常需要考虑循环队列，以充分利用存储空间。
常见操作：
- 查看队头元素（Front）：查看队列中的第一个元素，不移除它。
- 查看队尾元素（Rear）：查看队列中的最后一个元素，不移除它。
- 判断队列是否为空：检查队列中是否没有元素。
- 获取队列的大小：计算队列中的元素数量。

队列在计算机科学和编程中经常用于解决问题，例如在广度优先搜索算法中，或用于处理异步任务。队列的基本特征和操作使其成为一种有用的数据结构，适用于各种应用场景。

队列的实现Java

package AlgorithmFifth;

/**
 * 基于链表实现队列
 */
public class LinkQueue {
    static class Node{
        public int data;
        public Node next;
        public Node(int data){
            this.data = data;
        }
    }
    private Node front ;
    private Node rear;
    private int size ;
    public LinkQueue(){
        this.front = new Node(0);
        this.rear = new Node(0);
    }

    /**
     * 入队
     * @param value
     */
    public void push(int value){
        Node newNode = new Node(value);
        Node temp = front ;
        while(temp.next != null){
            temp = temp.next;
        }
        temp.next = newNode;
        rear = newNode;
        size++;
    }

    /**
     * 出队
     * @return
     */
    public int pull(){
        if(front.next == null){
            System.out.println("队列为空");
        }
        Node firstNode = front.next;
        front.next = firstNode.next;
        size--;
        return firstNode.data;
    }

    public void traverse() {
        Node temp = front.next;
        while(temp != null){
            System.out.println(temp.data + "\t");
            temp = temp.next;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        LinkQueue linkQueue = new LinkQueue();
        linkQueue.push(1);
        linkQueue.push(2);
        linkQueue.push(3);
        System.out.println("第一个出队元素为： "+ linkQueue.pull());
        System.out.println("队列中的元素为");
        linkQueue.traverse();
    }
}