数据结构-循环队列和循环双端队列的多角度实现

2024-04-22 23:36

本文主要是介绍数据结构-循环队列和循环双端队列的多角度实现,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

文章目录

      • 1. 循环队列的数组形式实现
      • 2. 循环队列的链表实现
      • 3. 循环双端队列的数组形式实现
      • 4. 循环双端队列的链表实现

在力扣的题面如下
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

1. 循环队列的数组形式实现

其实循环队列的数组形式只有下面要注意的点,只要掌握了下面的这几点,代码层面上就没有什么问题了

用数组模拟的思路跟循环单向队列是完全一致的,要记住下面的几个点

  • 1 . first 指向的是头元素的下标 , last 指向的是尾元素的下一个位置的下标
  • 2 . 在申请数组空间的时候要多申请一个空间的目的是,讲判断空与判断满的条件区分开
  • 判断空就是 first == last 判断满就是 "first的下一个" == last;
    
  • 3 . 在循环队列里面,如何++,如何–?
  • ++ : (first + 1) % len  ;  (last + 1) % len;
    
  • -- : (first - 1 + len) % len  ;  (last - 1 + len) % len
    
  • 4 . 元素的个数 size == (last - fist + len) % len;

下面是数组形式的实现代码

class MyCircularQueue {int[] elementData;int first;int last;public MyCircularQueue(int k) {elementData = new int[k + 1];}public boolean enQueue(int value) {if(isFull()){return false;}elementData[last] = value;last = (last + 1)%  elementData.length;return true;}public boolean deQueue() {if(isEmpty()){return false;}first = (first + 1)%elementData.length;return true;}public int Front() {if(isEmpty()){return -1;}return elementData[first];}public int Rear() {if(isEmpty()){return  -1;}int index = last == 0 ? elementData.length - 1 : last -1;return elementData[index];}public boolean isEmpty() {return last == first;}public boolean isFull() {return first == (last + 1)  % elementData.length;}
}/*** Your MyCircularQueue object will be instantiated and called as such:* MyCircularQueue obj = new MyCircularQueue(k);* boolean param_1 = obj.enQueue(value);* boolean param_2 = obj.deQueue();* int param_3 = obj.Front();* int param_4 = obj.Rear();* boolean param_5 = obj.isEmpty();* boolean param_6 = obj.isFull();*/

2. 循环队列的链表实现

鉴于单链表的尾巴节点每次都要寻找,所以为了简便,我们采用双向链表进行模拟,注意,这里我们对于链表节点的定义就是我们LinkedList中的源码形式,有空可以去看看我们LinkedList的底层源码,这里其实就是多了个size来标记我们的链表节点数量
代码实现如下


/*** 尝试用双向链表来模拟循环队列*/
public class CircleQueue {/*** 下面是根据原代码模拟的定义的节点类* @param <T>*/static class Node<T> {public T item;public Node<T> prev;public Node<T> next;public Node (Node<T> prev,T item,Node<T> next) {this.prev = prev;this.item = item;this.next = next;}}/*** 下面是所需要的基本结构*/private Node first;private Node last;private int size;private int capacity;public CircleQueue(int k) {this.size = 0;first = last = null;capacity = k;}public boolean enQueue(int value) {if(isFull()){return false;}Node<Integer> node = new Node<>(null,value,null);if(first == null && last == null){first = node;last = node;}else{last.next = node;node.prev = last;last = node;}this.size++;return true;}public boolean deQueue() {if(isEmpty()){return false;}if(last == first){last = first = null;}else{first = first.next;first.prev.next = null;first.prev.item = null;}this.size--;return true;}public int Front() {if(isEmpty()){return -1;}return (int)first.item;}public int Rear() {if(isEmpty()){return -1;}return (int)last.item;}public boolean isEmpty() {return first == null && last == null;}public boolean isFull() {return this.size == this.capacity;}
}

3. 循环双端队列的数组形式实现

用数组实现队列源码层面是我们的ArrayDeque这个类完成的,这里不再多说了,和我们的1.用数组实现循环队列是一致的

/*** 首先尝试是数组来模拟循环双端队列* 其次我们再用双向链表来尝试模拟一下循环双端队列* 用数组模拟的思路跟循环单向队列是完全一致的,要记住下面的几个点* 1 . first 指向的是头元素的下标 , last 指向的是尾元素的下一个位置的下标* 2 . 在申请数组空间的时候要多申请一个空间的目的是,讲判断空与判断满的条件区分开*     判断空就是 first == last 判断满就是 "first的下一个" == last;* 3 . 在循环队列里面,如何++,如何--?*     ++ : (first + 1) % len  ;  (last + 1) % len;*     -- : (first - 1 + len) % len  ;  (last - 1 + len) % len* 4 . size == (last - fist + len) % len;*/
class MyCircularDeque {int[] elementData;int first;int last;public MyCircularDeque(int k) {elementData = new int[k + 1];first = last = 0;}public boolean insertFront(int value) {if(isFull()){return false;}first = (first - 1 + elementData.length) % elementData.length;elementData[first] = value;return true;}public boolean insertLast(int value) {if(isFull()){return false;}elementData[last] = value;last = (last + 1) % elementData.length;return true;}public boolean deleteFront() {if(isEmpty()){return false;}first = (first + 1) % elementData.length;return true;}public boolean deleteLast() {if(isEmpty()){return false;}last = (last - 1 + elementData.length) % elementData.length;return true;}public int getFront() {if(isEmpty()){return -1;}return elementData[first];}public int getRear() {if(isEmpty()){return -1;}return elementData[(last - 1 + elementData.length) % elementData.length];}public boolean isEmpty() {return first == last;}public boolean isFull() {return (last + 1) % elementData.length == first;}
}

4. 循环双端队列的链表实现

其实就是比2.多了一个addFirst,和 removeLast
代码实现如下


/*** 下面我们尝试使用双向链表来模拟我们的循环双端队列*/
class MyCircularDequeUseLinkedList {static class Node<T> {Node<T> prev;T item;Node<T> next;public Node(Node<T> prev,T item,Node<T> next){this.prev = prev;this.item = item;this.next = next;}}private int size;private int capacity;private Node first;private Node last;public MyCircularDequeUseLinkedList(int k) {this.size = 0;last = first = null;this.capacity = k;}public boolean insertFront(int value) {if(isFull()){return false;}Node<Integer> node = new Node<>(null,value,null);if(isEmpty()){first = last = node;}else{node.next = first;first.prev = node;first = node;}size++;return true;}public boolean insertLast(int value) {if(isFull()){return false;}Node<Integer> node = new Node<>(null,value,null);if(isEmpty()){first = last = node;}else{last.next = node;node.prev = last;last = node;}size++;return true;}public boolean deleteFront() {if(isEmpty()){return false;}if(first == last){last = first = null;}else{first = first.next;first.prev.next = null;first.prev.item = null;first.prev = null;}size--;return true;}public boolean deleteLast() {if(isEmpty()){return false;}if(last == first){first = last = null;}else{last = last.prev;last.next.prev = null;last.next.item = null;last.next = null;}size--;return true;}public int getFront() {if(isEmpty()){return -1;}return (int)first.item;}public int getRear() {if(isEmpty()){return -1;}return (int)last.item;}public boolean isEmpty() {return first == null && last == null;}public boolean isFull() {return this.size == this.capacity;}
}

为什么不用单链表实现的原因其实是单链表每次想尾插都要走到最后一个位置,时间复杂度太高,有兴趣的话也可以自己模拟一下试试

这篇关于数据结构-循环队列和循环双端队列的多角度实现的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/927176

相关文章

使用Python实现IP地址和端口状态检测与监控

《使用Python实现IP地址和端口状态检测与监控》在网络运维和服务器管理中,IP地址和端口的可用性监控是保障业务连续性的基础需求,本文将带你用Python从零打造一个高可用IP监控系统,感兴趣的小伙... 目录概述:为什么需要IP监控系统使用步骤说明1. 环境准备2. 系统部署3. 核心功能配置系统效果展

Python实现微信自动锁定工具

《Python实现微信自动锁定工具》在数字化办公时代,微信已成为职场沟通的重要工具,但临时离开时忘记锁屏可能导致敏感信息泄露,下面我们就来看看如何使用Python打造一个微信自动锁定工具吧... 目录引言:当微信隐私遇到自动化守护效果展示核心功能全景图技术亮点深度解析1. 无操作检测引擎2. 微信路径智能获

Python中pywin32 常用窗口操作的实现

《Python中pywin32常用窗口操作的实现》本文主要介绍了Python中pywin32常用窗口操作的实现,pywin32主要的作用是供Python开发者快速调用WindowsAPI的一个... 目录获取窗口句柄获取最前端窗口句柄获取指定坐标处的窗口根据窗口的完整标题匹配获取句柄根据窗口的类别匹配获取句

在 Spring Boot 中实现异常处理最佳实践

《在SpringBoot中实现异常处理最佳实践》本文介绍如何在SpringBoot中实现异常处理,涵盖核心概念、实现方法、与先前查询的集成、性能分析、常见问题和最佳实践,感兴趣的朋友一起看看吧... 目录一、Spring Boot 异常处理的背景与核心概念1.1 为什么需要异常处理?1.2 Spring B

Python位移操作和位运算的实现示例

《Python位移操作和位运算的实现示例》本文主要介绍了Python位移操作和位运算的实现示例,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一... 目录1. 位移操作1.1 左移操作 (<<)1.2 右移操作 (>>)注意事项:2. 位运算2.1

如何在 Spring Boot 中实现 FreeMarker 模板

《如何在SpringBoot中实现FreeMarker模板》FreeMarker是一种功能强大、轻量级的模板引擎,用于在Java应用中生成动态文本输出(如HTML、XML、邮件内容等),本文... 目录什么是 FreeMarker 模板?在 Spring Boot 中实现 FreeMarker 模板1. 环

Qt实现网络数据解析的方法总结

《Qt实现网络数据解析的方法总结》在Qt中解析网络数据通常涉及接收原始字节流,并将其转换为有意义的应用层数据,这篇文章为大家介绍了详细步骤和示例,感兴趣的小伙伴可以了解下... 目录1. 网络数据接收2. 缓冲区管理(处理粘包/拆包)3. 常见数据格式解析3.1 jsON解析3.2 XML解析3.3 自定义

SpringMVC 通过ajax 前后端数据交互的实现方法

《SpringMVC通过ajax前后端数据交互的实现方法》:本文主要介绍SpringMVC通过ajax前后端数据交互的实现方法,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价... 在前端的开发过程中,经常在html页面通过AJAX进行前后端数据的交互,SpringMVC的controll

Spring Security自定义身份认证的实现方法

《SpringSecurity自定义身份认证的实现方法》:本文主要介绍SpringSecurity自定义身份认证的实现方法,下面对SpringSecurity的这三种自定义身份认证进行详细讲解,... 目录1.内存身份认证(1)创建配置类(2)验证内存身份认证2.JDBC身份认证(1)数据准备 (2)配置依

利用python实现对excel文件进行加密

《利用python实现对excel文件进行加密》由于文件内容的私密性,需要对Excel文件进行加密,保护文件以免给第三方看到,本文将以Python语言为例,和大家讲讲如何对Excel文件进行加密,感兴... 目录前言方法一:使用pywin32库(仅限Windows)方法二:使用msoffcrypto-too