经典数据结构和算法 双端队列 java
【摘要】 选一个简单的数据结构聊一聊，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级，也就是我们可以在
队列两端进行插入或者...
选一个简单的数据结构聊一聊，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级，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
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：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;
-
}
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;
-
}
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;
-
}
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;
-
}
-
}
文章来源: blog.csdn.net，作者：网奇，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。
原文链接：blog.csdn.net/jacke121/article/details/116324858
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