數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法之棧與隊列

線性表包括數(shù)組,鏈表(單鏈表筐摘,雙向鏈表卒茬,循環(huán)鏈表,雙向循環(huán)鏈表咖熟,靜態(tài)鏈表)圃酵,棧(順序棧,鏈式棧)馍管,隊列(普通隊列郭赐,雙端隊列,阻塞隊列确沸,并發(fā)隊列捌锭,阻塞并發(fā)隊列)。

棧是限定僅在表位進行插入和刪除操作的線性表罗捎,棧只有兩種操作:入棧和出棧观谦,LIFO (后進先出)。
椊安耍可以用數(shù)組來實現(xiàn)(順序棧)豁状, 也可以用鏈表實現(xiàn)(鏈式棧)捉偏。
入棧和出棧的代碼演示

package dataStructures;

public class Stack {
    private String[] items;
    private int size;
    private int count;

    public Stack(int size) {
        this.size = size;
        this.count = 0;
        items = new String[size];
    }

    public boolean push(String item) {
        if (count == size) return false;
        items[count] = item;
        ++count;
        return true;
    }

    public String pop() {
        if (count > 0) {
            String item = items[count];
            --count;
            return item;
        }
        return null;
    }
}

隊列

隊列(queue)是只允許在一端進行插入操作,而在另一端進行刪除操作的線性表替蔬。隊列是一種先進先出(FIFO)的線性表告私,允許插入的一端稱為隊尾,允許刪除的一端稱為隊頭承桥。隊列也只有兩種操作入隊(enqueue)和出隊(dequeue)。隊列跟棧一樣根悼,也可以由數(shù)組或鏈表實現(xiàn)凶异,分別稱為順序隊列和鏈式隊列

package dataStructures;

public class ArrayQueue {
    private String[] items;
    private int size = 0;
    private int head = 0;
    private int tail = 0;

    public ArrayQueue(int size) {
        this.size = size;
        items = new String[size];
    }

    public boolean enqueue(String item) {
        if (tail == size) {//tail已經(jīng)超出數(shù)組空間了
            if (head == 0) return false;//隊列已滿
            for (int i = head; i < tail; ++i) {
                items[i - head] = items[i];
            }
            tail -= head;
            head = 0;
        }
        items[tail] = item;
        ++tail;
        return true;
    }

    public String dequeue() {
        if (head == tail) return null;
        String item = items[head];
        ++head;
        return item;
    }
}

上述隊列會發(fā)生數(shù)據(jù)搬移操作,所以多少會影響性能挤巡。
下面介紹循環(huán)隊列剩彬,所謂循環(huán)隊列,顧名思義矿卑,就是首尾相接的隊列喉恋。
當 head = tail 的時候說明隊列是空的,當 head 與 tail 相差為1是說明隊列已滿母廷,但對于循環(huán)隊列來說 head 有時候會比 tail 大轻黑,有時會比 tail 小,所以我們用取模的形式(tail+1)%QueueSize = head 這是說明隊列已滿琴昆,由于此時tail還沒有插入值氓鄙,所有對于循環(huán)隊列來說,總有一個是空的

package dataStructures;
//循環(huán)隊列
public class CircularQueue {
    private String items[];
    private int head = 0;
    private int tail = 0;
    private int queueSize = 0;

    public CircularQueue(int size) {
        this.queueSize = size;
        items = new String[size];
    }

    private boolean enqueue(String item) {
        //隊列已滿
        if ((tail + 1) % queueSize == head) return false;
        items[tail] = item;
        tail = (tail + 1) % queueSize;
        return true;
    }

    private String dequeue() {
        //隊列為空
        if (head == tail) return null;
        String value = items[head];
        head = (head + 1) % queueSize;
        return value;
    }
}

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