话说有很多数据结构都在玩组合拳，比如说：块状链表，块状数组，当然还有本篇的双端队列，是的，它就是栈和队列的组合体。
一、概念
我们知道普通队列是限制级的一端进，另一端出的 FIFO 形式，栈是一端进出的 LIFO 形式，而双端队列就没有这样的限制，也就是我们可以在队列两端进行插入或者删除操作。
二、编码
2.1、定义结构体
通常情况下，队列的内部都是采用数组来实现，而且带有两个指针 head 和 tail 来指向数组的区间段，为了充分利用数组空间，我们也会用 % 来实现逻辑上的循环数组，如下图。
public class MyQueue
{
public int head;
public int tail;
public int maxSize;
public int size;
public T[] list;
public MyQueue()
{
head = tail = size = 0;
maxSize = 3;
list = new T[maxSize];
}
}
这里有一个注意的细节就是“size 字段“，它是为了方便统计队列是否为满或者队列是否为空。
2.2、队尾入队
刚才也说了，双端队列是可以在队列的两端进行插入和删除的，要注意的是我们用 head 和 tail 指针的时候，tail 指针是指向元素的下一个位置，
而 head 指针是指向当前元素，所以我们可以从 tail 端 push 数据的时候只要”顺时针“下移一个位置即可。
/// <summary>
/// 队尾入队
/// </summary>
/// <param name="t"></param>
/// <returns></returns>
public bool Push_Tail(T t)
{
//判断队列是否已满
if (myQueue.size == myQueue.list.Length)
return false;
myQueue.list[myQueue.tail] = t;
//顺时针旋转
myQueue.tail = (myQueue.tail + 1) % myQueue.maxSize;
myQueue.size++;
return true;
}
2.3、队尾出队
和队尾入队一样，我们只要将 tail 指针”逆时针“下移一个位置，当然有一个细节需要注意，就是 tail 指针有存在负值的情况，毕竟我们是做”–操作“的，所以需要 tail+maxSize，即：
myQueue.tail = (--myQueue.tail + myQueue.maxSize) % myQueue.maxSize;
/// <summary>
/// 队尾出队
/// </summary>
/// <param name="edges"></param>
/// <param name="t"></param>
public T Pop_Tail()
{
//判断队列是否已空
if (myQueue.size == 0)
return default(T);
//逆时针旋转(防止负数)
myQueue.tail = (--myQueue.tail + myQueue.maxSize) % myQueue.maxSize;
var temp = myQueue.list[myQueue.tail];
//赋予空值
myQueue.list[myQueue.tail] = default(T);
myQueue.size--;
return temp;
}
2.4、队首入队
从 head 端来说，我们 push 数据的时候是 head 指针“逆时针”旋转，要注意的是同样要防止负数的产生，并且 head 指针是指向当前元素。
/// <summary>
/// 队首入队
/// </summary>
/// <param name="t"></param>
/// <returns></returns>
public bool Push_Head(T t)
{
//判断队列是否已满
if (myQueue.size == myQueue.list.Length)
return false;
//逆时针旋转(防止负数产生)
myQueue.head = (--myQueue.head + myQueue.maxSize) % myQueue.maxSize;
//赋予元素
myQueue.list[myQueue.head] = t;
myQueue.size++;
return true;
}
2.5、队首出队
说到这个方法，我想大家应该都懂了双端队列的大概流程了，这个方法我也不用赘叙了。
/// <summary>
/// 队首出队
/// </summary>
/// <param name="edges"></param>
/// <param name="t"></param>
public T Pop_Head()
{
//判断队列是否已空
if (myQueue.size == 0)
return default(T);
//获取队首元素
var temp = myQueue.list[myQueue.head];
//原来单位的值赋默认值
myQueue.list[myQueue.head] = default(T);
//顺时针旋转
myQueue.head = (myQueue.head + 1) % myQueue.maxSize;
myQueue.size--;
return temp;
}
从上面的四个方法可以看出：
当我们只使用 Push_Tail 和 Pop_Tail 的话，那它就是栈。
当我们只使用 Push_Tail 和 Pop_Head 的话，那它就是队列。
最后是全部代码：
using System.Net;
using System;
using System.IO;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Drawing;
using System.Drawing.Imaging;
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
DoubleQueue<int> queue = new DoubleQueue<int>();
queue.Push_Tail(10);
queue.Push_Tail(20);
queue.Push_Tail(30);
queue.Pop_Tail();
queue.Pop_Tail();
queue.Pop_Tail();
queue.Push_Tail(10);
queue.Push_Head(20);
queue.Push_Head(30);
queue.Push_Head(30);
queue.Pop_Tail();
queue.Pop_Tail();
queue.Pop_Head();
queue.Push_Head(40);
queue.Push_Tail(50);
queue.Push_Tail(60);
}
}
/// <summary>
/// 双端队列
/// </summary>
public class DoubleQueue<T>
{
public class MyQueue
{
public int head;
public int tail;
public int maxSize;
public int size;
public T[] list;
public MyQueue()
{
head = tail = size = 0;
maxSize = 3;
list = new T[maxSize];
}
}
MyQueue myQueue = new MyQueue();
/// <summary>
/// 队尾入队
/// </summary>
/// <param name="t"></param>
/// <returns></returns>
public bool Push_Tail(T t)
{
//判断队列是否已满
if (myQueue.size == myQueue.list.Length)
return false;
myQueue.list[myQueue.tail] = t;
//顺时针旋转
myQueue.tail = (myQueue.tail + 1) % myQueue.maxSize;
myQueue.size++;
return true;
}
/// <summary>
/// 队尾出队
/// </summary>
/// <param name="edges"></param>
/// <param name="t"></param>
public T Pop_Tail()
{
//判断队列是否已空
if (myQueue.size == 0)
return default(T);
//逆时针旋转(防止负数)
myQueue.tail = (--myQueue.tail + myQueue.maxSize) % myQueue.maxSize;
var temp = myQueue.list[myQueue.tail];
//赋予空值
myQueue.list[myQueue.tail] = default(T);
myQueue.size--;
return temp;
}
/// <summary>
/// 队首入队
/// </summary>
/// <param name="t"></param>
/// <returns></returns>
public bool Push_Head(T t)
{
//判断队列是否已满
if (myQueue.size == myQueue.list.Length)
return false;
//逆时针旋转(防止负数产生)
myQueue.head = (--myQueue.head + myQueue.maxSize) % myQueue.maxSize;
//赋予元素
myQueue.list[myQueue.head] = t;
myQueue.size++;
return true;
}
/// <summary>
/// 队首出队
/// </summary>
/// <param name="edges"></param>
/// <param name="t"></param>
public T Pop_Head()
{
//判断队列是否已空
if (myQueue.size == 0)
return default(T);
//获取队首元素
var temp = myQueue.list[myQueue.head];
//原来单位的值赋默认值
myQueue.list[myQueue.head] = default(T);
//顺时针旋转
myQueue.head = (myQueue.head + 1) % myQueue.maxSize;
myQueue.size--;
return temp;
}
}
