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:
复制代码 代码如下:
#region 队列的数据结构
/// <summary>
/// 队列的数据结构
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
public class SeqQueue<T>
{
private const int maxSize = 100;
public int MaxSize
{
get { return maxSize; }
}
/// <summary>
/// 顺序队列的存储长度
/// </summary>
public T[] data = new T[maxSize];
//头指针
public int head;
//尾指针
public int tail;
}
#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:
复制代码 代码如下:
#region 队列元素出队
/// <summary>
/// 队列元素出队
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <returns></returns>
public T SeqQueueOut<T>(SeqQueue<T> seqQueue)
{
if (SeqQueueIsEmpty(seqQueue))
throw new Exception("队列已空,不能进行出队操作");
var single = seqQueue.data[seqQueue.head];
//head指针自增
seqQueue.data[seqQueue.head++] = default(T);
return single;
}
#endregion
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:
复制代码 代码如下:
#region 队列元素入队
/// <summary>
/// 队列元素入队
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <param name="data"></param>
/// <returns></returns>
public SeqQueue<T> SeqQueueIn<T>(SeqQueue<T> seqQueue, T data)
{
//如果队列已满,则不能进行入队操作
if (SeqQueueIsFull(seqQueue))
throw new Exception("队列已满,不能入队操作");
//入队操作
seqQueue.data[seqQueue.tail++] = data;
return seqQueue;
}
#endregion
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:
复制代码 代码如下:
#region 获取队头元素
/// <summary>
/// 获取队头元素
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <returns></returns>
public T SeqQueuePeek<T>(SeqQueue<T> seqQueue)
{
if (SeqQueueIsEmpty(seqQueue))
throw new Exception("队列已空,不能进行出队操作");
return seqQueue.data[seqQueue.head];
}
#endregion
5: 获取队长
大家都知道,我们是用数组来实现队列,所以千万不要想当然的认为数组长度是XXX,
我们维护的是一个head和tail的指针,所以长度自然就是tail-head咯,时间复杂度为O(1)。
代码段如下:
复制代码 代码如下:
/// <summary>
/// 获取队列长度
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <returns></returns>
public int SeqQueueLen<T>(SeqQueue<T> seqQueue)
{
return seqQueue.tail - seqQueue.head;
}
然后上一下总的运行代码:
复制代码 代码如下:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
namespace SeqQueue
{
public class Program
{
static void Main(string[] args)
{
SeqQueue<Student> seqQueue = new SeqQueue<Student>();
SeqQueueClass queueManage = new SeqQueueClass();
Console.WriteLine("目前队列是否为空:" + queueManage.SeqQueueIsEmpty(seqQueue) + "\n");
Console.WriteLine("将ID=1和ID=2的实体加入队列");
queueManage.SeqQueueIn(seqQueue, new Student() { ID = 1, Name = "hxc520", Age = 23 });
queueManage.SeqQueueIn(seqQueue, new Student() { ID = 2, Name = "一线码农", Age = 23 });
Display(seqQueue);
Console.WriteLine("将队头出队");
//将队头出队
var student = queueManage.SeqQueueOut(seqQueue);
Display(seqQueue);
//获取队顶元素
student = queueManage.SeqQueuePeek(seqQueue);
Console.Read();
}
//展示队列元素
static void Display(SeqQueue<Student> seqQueue)
{
Console.WriteLine("******************* 链表数据如下 *******************");
for (int i = seqQueue.head; i < seqQueue.tail; i++)
Console.WriteLine("ID:" + seqQueue.data[i].ID +
",Name:" + seqQueue.data[i].Name +
",Age:" + seqQueue.data[i].Age);
Console.WriteLine("******************* 链表数据展示完毕 *******************\n");
}
}
#region 学生数据实体
/// <summary>
/// 学生数据实体
/// </summary>
public class Student
{
public int ID { get; set; }
public string Name { get; set; }
public int Age { get; set; }
}
#endregion
#region 队列的数据结构
/// <summary>
/// 队列的数据结构
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
public class SeqQueue<T>
{
private const int maxSize = 100;
public int MaxSize
{
get { return maxSize; }
}
/// <summary>
/// 顺序队列的存储长度
/// </summary>
public T[] data = new T[maxSize];
//头指针
public int head;
//尾指针
public int tail;
}
#endregion
#region 队列的基本操作
/// <summary>
/// 队列的基本操作
/// </summary>
public class SeqQueueClass
{
#region 队列的初始化操作
/// <summary>
/// 队列的初始化操作
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
public SeqQueue<T> SeqQueueInit<T>(SeqQueue<T> seqQueue)
{
seqQueue.head = 0;
seqQueue.tail = 0;
return seqQueue;
}
#endregion
#region 队列是否为空
/// <summary>
/// 队列是否为空
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <returns></returns>
public bool SeqQueueIsEmpty<T>(SeqQueue<T> seqQueue)
{
//如果两指针重合,说明队列已经清空
if (seqQueue.head == seqQueue.tail)
return true;
return false;
}
#endregion
#region 队列是否已满
/// <summary>
/// 队列是否已满
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <returns></returns>
public bool SeqQueueIsFull<T>(SeqQueue<T> seqQueue)
{
//如果尾指针到达数组末尾,说明队列已经满
if (seqQueue.tail == seqQueue.MaxSize)
return true;
return false;
}
#endregion
#region 队列元素入队
/// <summary>
/// 队列元素入队
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <param name="data"></param>
/// <returns></returns>
public SeqQueue<T> SeqQueueIn<T>(SeqQueue<T> seqQueue, T data)
{
//如果队列已满,则不能进行入队操作
if (SeqQueueIsFull(seqQueue))
throw new Exception("队列已满,不能入队操作");
//入队操作
seqQueue.data[seqQueue.tail++] = data;
return seqQueue;
}
#endregion
#region 队列元素出队
/// <summary>
/// 队列元素出队
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <returns></returns>
public T SeqQueueOut<T>(SeqQueue<T> seqQueue)
{
if (SeqQueueIsEmpty(seqQueue))
throw new Exception("队列已空,不能进行出队操作");
var single = seqQueue.data[seqQueue.head];
//head指针自增
seqQueue.data[seqQueue.head++] = default(T);
return single;
}
#endregion
#region 获取队头元素
/// <summary>
/// 获取队头元素
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <returns></returns>
public T SeqQueuePeek<T>(SeqQueue<T> seqQueue)
{
if (SeqQueueIsEmpty(seqQueue))
throw new Exception("队列已空,不能进行出队操作");
return seqQueue.data[seqQueue.head];
}
#endregion
/// <summary>
/// 获取队列长度
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <returns></returns>
public int SeqQueueLen<T>(SeqQueue<T> seqQueue)
{
return seqQueue.tail - seqQueue.head;
}
}
#endregion
}
大家看这张图,不知道可有什么异样的感觉,在这种状态下,我入队操作,发现程序提示队列
已满,但是tnd我这个数组还有一个空间啊,是的,这就是所谓的“假溢出”。
四:循环队列
俗话说的好啊,“没有跨不过的坎”。
1: 概念
之所以叫“循环”,得益于神奇的“%”。他让队列的首位进行相连,形成了一个我们思维中的
“圈圈”。
2:循环公式
tail=(tail+1)%array.Length;
多看几眼,大家就看通了其中循环的道理,我要做成如下的图:
3:对循环的改造
先前看了一些资料,有的压根就是错的,有的说想要循环,就要牺牲一个单位的空间。
我觉得没必要。我既要循环又不牺牲空间,所以反射了一下framework中的Queue类。
改造后代码如下:
复制代码 代码如下:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
namespace SeqQueue
{
public class Program
{
static void Main(string[] args)
{
SeqQueue<Student> seqQueue = new SeqQueue<Student>();
SeqQueueClass queueManage = new SeqQueueClass();
Console.WriteLine("目前队列是否为空:" + queueManage.SeqQueueIsEmpty(seqQueue) + "\n");
Console.WriteLine("将ID=1,2,3的实体加入队列\n");
queueManage.SeqQueueIn(seqQueue, new Student() { ID = 1, Name = "hxc520", Age = 23 });
queueManage.SeqQueueIn(seqQueue, new Student() { ID = 2, Name = "一线码农", Age = 23 });
queueManage.SeqQueueIn(seqQueue, new Student() { ID = 3, Name = "51cto", Age = 23 });
Console.WriteLine("\n当前队列个数:" + queueManage.SeqQueueLen(seqQueue) + "");
Console.WriteLine("\n*********************************************\n");
Console.WriteLine("我要出队了\n");
queueManage.SeqQueueOut(seqQueue);
Console.WriteLine("哈哈,看看跟顺序队列异样之处,我再入队,看是否溢出\n");
queueManage.SeqQueueIn(seqQueue, new Student() { ID = 4, Name = "博客园", Age = 23 });
Console.WriteLine("\n....一切正常,入队成功");
Console.WriteLine("\n当前队列个数:" + queueManage.SeqQueueLen(seqQueue) + "");
Console.Read();
}
}
#region 学生数据实体
/// <summary>
/// 学生数据实体
/// </summary>
public class Student
{
public int ID { get; set; }
public string Name { get; set; }
public int Age { get; set; }
}
#endregion
#region 队列的数据结构
/// <summary>
/// 队列的数据结构
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
public class SeqQueue<T>
{
private const int maxSize = 3;
public int MaxSize
{
get { return maxSize; }
}
/// <summary>
/// 顺序队列的存储长度
/// </summary>
public T[] data = new T[maxSize];
//头指针
public int head;
//尾指针
public int tail;
//队列中有效的数字个数
public int size;
}
#endregion
#region 队列的基本操作
/// <summary>
/// 队列的基本操作
/// </summary>
public class SeqQueueClass
{
#region 队列的初始化操作
/// <summary>
/// 队列的初始化操作
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
public SeqQueue<T> SeqQueueInit<T>(SeqQueue<T> seqQueue)
{
seqQueue.size = seqQueue.head = seqQueue.tail = 0;
return seqQueue;
}
#endregion
#region 队列是否为空
/// <summary>
/// 队列是否为空
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <returns></returns>
public bool SeqQueueIsEmpty<T>(SeqQueue<T> seqQueue)
{
//如果两指针重合,说明队列已经清空
if (seqQueue.size == 0)
return true;
return false;
}
#endregion
#region 队列是否已满
/// <summary>
/// 队列是否已满
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <returns></returns>
public bool SeqQueueIsFull<T>(SeqQueue<T> seqQueue)
{
//采用循环队列后,头指针
if (seqQueue.size == seqQueue.MaxSize)
return true;
return false;
}
#endregion
#region 队列元素入队
/// <summary>
/// 队列元素入队
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <param name="data"></param>
/// <returns></returns>
public SeqQueue<T> SeqQueueIn<T>(SeqQueue<T> seqQueue, T data)
{
//如果队列已满,则不能进行入队操作
if (SeqQueueIsFull(seqQueue))
throw new Exception("队列已满,还入啥队列啊!");
//采用循环队列,必须先赋值,在自增tail指针
seqQueue.data[seqQueue.tail] = data;
seqQueue.tail = (seqQueue.tail + 1) % seqQueue.MaxSize;
//队列实际元素增加
seqQueue.size++;
return seqQueue;
}
#endregion
#region 队列元素出队
/// <summary>
/// 队列元素出队
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <returns></returns>
public T SeqQueueOut<T>(SeqQueue<T> seqQueue)
{
if (SeqQueueIsEmpty(seqQueue))
throw new Exception("队列已空,大哥,不要在出队了!");
//循环队列出队,展现的是head的灵活性
seqQueue.head = (seqQueue.head + 1) % seqQueue.MaxSize;
//队列实际元素递减
seqQueue.size--;
return seqQueue.data[seqQueue.head];
}
#endregion
#region 获取队头元素
/// <summary>
/// 获取队头元素
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <returns></returns>
public T SeqQueuePeek<T>(SeqQueue<T> seqQueue)
{
if (SeqQueueIsEmpty(seqQueue))
throw new Exception("队列已空,不能进行出队操作");
return seqQueue.data[seqQueue.head];
}
#endregion
#region 获取队列长度
/// <summary>
/// 获取队列长度
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <returns></returns>
public int SeqQueueLen<T>(SeqQueue<T> seqQueue)
{
return seqQueue.size;
}
#endregion
}
#endregion
}
免责声明:本站资源来自互联网收集,仅供用于学习和交流,请遵循相关法律法规,本站一切资源不代表本站立场,如有侵权、后门、不妥请联系本站删除!
更新日志
- 崩坏星穹铁道2.2新增钟表把戏任务怎么过 崩铁2.2梦境迷钟解密方法
- 刘思涵.2013-拥抱你【种子音乐】【WAV+CUE】
- 刘容嘉.2014-我的自卑感【亚神音乐】【WAV+CUE】
- 【HIRES】贝多芬《钢琴奏鸣曲No.814“月光与悲怆”》索尼精迅Hi-Res/FLAC/96kHz/24bit」
- Switch继任机或采用12GB内存 存储空间256GB
- 任天堂NS2大概率不在本财年内发售 芯片供应有保障
- 万代魂推出1:1《塞尔达传说》大师之剑 9月正式发售
- 江梦蕾.1997-爱的旋律·成名经典(巨星珍藏系列)【丽风】【WAV+CUE】
- 陈明韶.1978-伞下的世界(滚石新格民歌系列15)【滚石】【WAV+CUE】
- 群星.1990-宝丽金巨星荟萃(引进版)【宝丽金】【WAV+CUE】
- 崩坏星穹铁道2.2汽水先生在哪 6位汽水先生位置分享
- 崩坏星穹铁道2.2演技派挑战怎么解锁 演技派隐藏挑战攻略
- 崩坏星穹铁道2.2动作派挑战怎么解锁 动作派隐藏挑战攻略
- 刘以达.2012-希望之旅[香港][WAV整轨]
- 张国荣.2015-NEW精选XRCD【华星】【WAV+CUE】