【DS】2.队列

队列：先进先出（FIFO）

队列的存储表示有两种：一种是基于数组的存储表示，一种是基于链表的存储表示。基于数组的存储表示也叫做顺序队列，为了避免假溢出，需要使用出循环数组（环形的表）进行存储。

1.顺序队列

队列一开始rear=front=0，两个指针都在初始位置，此时进来元素，放入rear指针所指的位置，之后往前移一格，依次进行。

队头指针进1：front = (front+1) % maxSize

队尾指针进1：rear = (rear + 1) % maxSize

判断队列是否已满:(rear+1) % maxSize == front（也就是说，让rear指针指到front的前一个位置就认为队列已满）

在以上判断条件下面，实际上是空着一个位置的。如果不留这个位置，则必须使用rear%maxSize来判断队列是否已满，这样就和判断队列是否是空的条件rear==font混淆了，因此必须留一个空。由此，在循环队列中，最多只能放置maxSize-1个元素。

 

2.链式队列

用单链表表示的链式队列特别适合于数据元素比较大的情形，而且不存在队列满而产生溢出的情况。另外，假如程序中需要使用多个队列，与多个栈（栈也分为顺序栈和链式栈）的情形一样，最好使用链式队列，这样不会存在存储分配不合理的问题，也不需要进行存储的移动。

 队列的头指针指向单链表的第一个结点，队尾指针指向单链表的最后一个结点。删除结点从队列开始进行，插入结点在队尾进行。

 

关键代码：

1）结点定义：

public class QueueNode {
	private int data;
	private QueueNode next;
	
	public QueueNode(int data){
		this.data = data;
	}
	
	public int getData() {
		return data;
	}
	public void setData(int data) {
		this.data = data;
	}
	public QueueNode getNext() {
		return next;
	}
	public void setNext(QueueNode next) {
		this.next = next;
	}
}

2)队列定义

/**
 * 链式队列
 * */
public class Queue<T> {
	QueueNode firstNode;
	QueueNode rearNode;
	int count;
	
	public Queue(){
		firstNode = new QueueNode(1);//如何彻底使之泛型化？
		rearNode = firstNode;
	}
	
	//增加元素
	public void EnQueue(int data){
		QueueNode node = new QueueNode(data);
		rearNode.setNext(node);//往后添加
		rearNode = rearNode.getNext();
		count++;
	}
	
	//删除元素
	public int DeQueue(){
		if(!isEmpty()){//非空情况下
			QueueNode deNode = firstNode.getNext();
			firstNode.setNext(deNode.getNext());
			count--;
			
			if(isEmpty()){
				rearNode = firstNode;
			}
			return deNode.getData();
		}else{
			return -1;
		}
	}
	
	public boolean isEmpty(){
		return count == 0;
	}
	
	//清空队列
	public void makeEmpty(){
		firstNode.setNext(null);
		rearNode = firstNode;
		count = 0;
	}
}

可以解决的问题：杨辉三角问题，游程编码问题（一种压缩技术）

 

 

优先队列

每次从队列中取出的应该是具有最高优先权的元素。也称为优先权队列

优先级队列是0个或者多个元素的集合，每个元素都有一个优先权或者值。对于优先级队列，执行的操作主要有1）查找；2）插入；3）删除。

最小优先级队列：查找操作作用是用来搜索优先权最小的元素，删除操作的作用用来删除该元素；

最大优先级队列：查找操作作用是用来搜索优先权最大的元素，删除操作的作用用来删除该元素；

插入操作只是简单的把一个新元素加入到队列中去。（实际也可以插入后进行一次调整使元素按照优先级排列）

 

还有双端队列：可以在两端进行删除插入操作