神水资源网

算法系列15天速成 第九天 队列
站长资源 2024/11/16 佚名
2 0

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。

算法系列15天速成 第九天 队列


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)。

算法系列15天速成 第九天 队列

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)。

算法系列15天速成 第九天 队列

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
}

算法系列15天速成 第九天 队列

三：顺序队列的缺陷

算法系列15天速成 第九天 队列

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
}


算法系列15天速成 第九天 队列

广告合作：本站广告合作请联系QQ：858582 申请时备注：广告合作（否则不回）
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！
www.sccsvx.com 神水资源网
39,976影音资源
44,792技术资源
21,817软件资源
651,128站长资源
一句话新闻
苹果官宣WWDC 2024！预计会有大批AI功能 - 2024/11/16

3月27日消息，苹果宣布2024年全球开发者大会（WWDC）将于6月10日至6月14日举行，巧合的是，这次大会与端午假期重合。

苹果官方表示：

在线参加 Apple 每年规模最大的开发者盛会。亲眼见证 Apple 最新平台、技术和工具的发布。了解如何创建和改进你的 App 和游戏。与 Apple 设计师和工程师互动交流，与全球开发者社区建立联系。以上活动均免费在线举行。

探索各种新的工具、框架和功能，助力你打造出理想的 App 和游戏。通过视频讲座学习新技能，与 Apple 专家进行一对一会面，以推进你的项目，完善你的构思。

Swift Student Challenge 旨在支持和鼓舞下一代开发者、创作者和企业家。太平洋时间 3 月 28 日，我们将公布今年的获奖者名单。获奖者将有资格参加在 Apple Park 举办的特别活动。我们还会选出 50 名杰出获胜者，他们将受邀前往库比提诺，获得为期三天的非凡体验，包括参加 Apple Park 的特别活动。

RTX 5090要首发 性能要翻倍！三星展示GDDR7显存

三星在GTC上展示了专为下一代游戏GPU设计的GDDR7内存。

首次推出的GDDR7内存模块密度为16GB，每个模块容量为2GB。其速度预设为32 Gbps（PAM3），但也可以降至28 Gbps，以提高产量和初始阶段的整体性能和成本效益。

据三星表示，GDDR7内存的能效将提高20%，同时工作电压仅为1.1V，低于标准的1.2V。通过采用更新的封装材料和优化的电路设计，使得在高速运行时的发热量降低，GDDR7的热阻比GDDR6降低了70%。

更新日志

友情链接

杰晶网络 DDR爱好者之家 桃源资源网 杰网资源 富贵资源网 南强小屋 铁雪资源网 幽灵资源网 万梅资源网 狼山资源网 白云岛资源网 昆仑资源网 相思资源网 明霞山资源网 内蒙古资源网 黑松山资源网 茶园资源网 饿虎岗资源网 大旗谷资源网 常春岛资源网 岱庙资源网 兴国资源网 快活林资源网 蝙蝠岛资源网 帝王谷资源网 白云城资源网 伏龙阁资源网 清风细雨楼 天枫庄资源网 圆月山庄资源网 无争山庄资源网 神水资源网 移花宫资源网 神剑山庄资源网 无为清净楼资源网 金钱帮资源网 丐帮资源网 华山资源网 极乐门资源网 小李飞刀资源网 凤求凰客栈 风云阁资源网 金狮镖局 鸳鸯亭资源网 千金楼资源网 更多链接