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数据结构 玩转数据结构 3-7 循环队列的实现

时间:2022-10-27 07:11:05浏览次数:100  
标签:10 capacity 队列 LoopQueue 玩转 front return 数据结构 size

0    课程地址

https://coding.imooc.com/lesson/207.html#mid=13424

 

1    重点关注

1.1    循环队列代码实现(出队复杂度为O(1))

见3.1

 

2    课程内容


 

3    Coding

3.1    循环队列代码实现  重点:

 /**
     * 循环队列入队 队尾插入元素
     * @author weidoudou
     * @date 2022/10/23 17:49
     * @param e 请添加参数描述
     * @return void
     **/
    @Override
    public void enQueue(E e) {
        //1 判断队列是否是满的,满的话进行扩容
        if((tail+1)% data.length==front){
            //扩容操作
            enSize(getCapacity()*2);
        }

        //2 队尾插入元素
        data[tail] = e;
        tail = (tail+1)% data.length;
        size++;
    }

    /**
     * 扩容操作
     * @author weidoudou
     * @date 2022/10/23 17:55
     * @param newCapacity 请添加参数描述
     * @return void
     **/
    private void enSize(int newCapacity){
        E[] newData = (E[]) new Object[newCapacity+1];
        for(int i = 0;i<size;i++){
            newData[i] = data[(i+front)% data.length];
        }
        front = 0;
        tail = size;
        data = newData;

    }

    /**
     * 循环队列出队 队首删除元素
     * @author weidoudou
     * @date 2022/10/26 7:50
     * @param
     * @return E
     **/
    @Override
    public E deQueue() {
        //1 判断循环队列是否为空
        if(isEmpty()){
            throw new IllegalArgumentException("空队列不允许出队");
        }

        //2 出队
        E ret = data[front];
        data[front] = null;
        front = (front+1)% data.length;
        size--;

        //3 动态缩容
        if(size== getCapacity()/4 && getCapacity()/2!=0){
            enSize(getCapacity()/2);
        }

        return ret;
    }

 

3.2    循环队列代码实现 全量:

  • 接口:
package com.company;

/**
 * 队列接口
 * @author weidoudou
 * @date 2022/10/23 11:10
 * @return null
 **/
public interface Queue<E> {

    /**
     * 循环队列入队 队尾插入元素
     * @author weidoudou
     * @date 2022/10/23 11:10
     * @param e 请添加参数描述
     * @return void
     **/
    void enQueue(E e);

    /**
     * 循环队列出队 队首删除元素
     * @author weidoudou
     * @date 2022/10/23 11:11
     * @return E
     **/
    E deQueue();

    /**
     * 队首展示元素
     * @author weidoudou
     * @date 2022/10/23 11:11
     * @return E
     **/
    E getFront();

    /**
     * 获取size
     * @author weidoudou
     * @date 2022/10/23 11:12
     * @return int
     **/
    int getSize();

    /**
     * 是否为空
     * @author weidoudou
     * @date 2022/10/23 11:12
     * @return boolean
     **/
    boolean isEmpty();

}

 

  • 实现类:
package com.company;

public class LoopQueue<E> implements Queue<E>{

    private int front;//队首位置
    private int tail;//队尾位置
    private int size;//大小
    private E[] data;

    /**
     * 无参构造方法
     * @author weidoudou
     * @date 2022/10/23 17:36
     * @return null
     **/
    public LoopQueue(){
        this(10);
    }

    public LoopQueue(int capacity){
        data = (E[]) new Object[capacity+1];
    }

    public int getCapacity(){
        return data.length-1;
    }


    /**
     * 循环队列入队 队尾插入元素
     * @author weidoudou
     * @date 2022/10/23 17:49
     * @param e 请添加参数描述
     * @return void
     **/
    @Override
    public void enQueue(E e) {
        //1 判断队列是否是满的,满的话进行扩容
        if((tail+1)% data.length==front){
            //扩容操作
            enSize(getCapacity()*2);
        }

        //2 队尾插入元素
        data[tail] = e;
        tail = (tail+1)% data.length;
        size++;
    }

    /**
     * 扩容操作
     * @author weidoudou
     * @date 2022/10/23 17:55
     * @param newCapacity 请添加参数描述
     * @return void
     **/
    private void enSize(int newCapacity){
        E[] newData = (E[]) new Object[newCapacity+1];
        for(int i = 0;i<size;i++){
            newData[i] = data[(i+front)% data.length];
        }
        front = 0;
        tail = size;
        data = newData;

    }

    /**
     * 循环队列出队 队首删除元素
     * @author weidoudou
     * @date 2022/10/26 7:50
     * @param
     * @return E
     **/
    @Override
    public E deQueue() {
        //1 判断循环队列是否为空
        if(isEmpty()){
            throw new IllegalArgumentException("空队列不允许出队");
        }

        //2 出队
        E ret = data[front];
        data[front] = null;
        front = (front+1)% data.length;
        size--;

        //3 动态缩容
        if(size== getCapacity()/4 && getCapacity()/2!=0){
            enSize(getCapacity()/2);
        }

        return ret;
    }

    /**
     * 查看队首元素
     * @author weidoudou
     * @date 2022/10/26 8:05
     * @param
     * @return E
     **/
    @Override
    public E getFront() {
        if(isEmpty()){
            throw new IllegalArgumentException("空队列不允许查看队首元素");
        }

        E ert = data[front];
        return ert;
    }

    @Override
    public int getSize() {
        return size;
    }

    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return front==size;
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
        stringBuffer.append(String.format("LoopQueue:size=%d,capacity=%d\n",size,getCapacity()));

        stringBuffer.append("front"); //队列顶在此
        stringBuffer.append("[");
        for(int i=front;i!=tail;i=(i+1)% data.length){
            stringBuffer.append(data[i]);
            if((i+1)% data.length!=tail){
                stringBuffer.append(",");
            }
        }
        stringBuffer.append("]");
        return stringBuffer.toString();
    }
}

 

  • 测试类:
    public static void main(String[] args) {
        Queue<Integer> queue = new LoopQueue<>();
        for(int i = 0;i<10 ;i++){
            queue.enQueue(i);
            System.out.println(queue);

            if(i%3==0){
                queue.deQueue();
                System.out.println(queue);
            }

        }
    }

 

  • 测试结果:
LoopQueue:size=1,capacity=10
front[0]
LoopQueue:size=0,capacity=10
front[]
LoopQueue:size=1,capacity=10
front[1]
LoopQueue:size=2,capacity=10
front[1,2]
LoopQueue:size=3,capacity=10
front[1,2,3]
LoopQueue:size=2,capacity=5
front[2,3]
LoopQueue:size=3,capacity=5
front[2,3,4]
LoopQueue:size=4,capacity=5
front[2,3,4,5]
LoopQueue:size=5,capacity=5
front[2,3,4,5,6]
LoopQueue:size=4,capacity=5
front[3,4,5,6]
LoopQueue:size=5,capacity=5
front[3,4,5,6,7]
LoopQueue:size=6,capacity=10
front[3,4,5,6,7,8]
LoopQueue:size=7,capacity=10
front[3,4,5,6,7,8,9]
LoopQueue:size=6,capacity=10
front[4,5,6,7,8,9]

Process finished with exit code 0

 

标签:10,capacity,队列,LoopQueue,玩转,front,return,数据结构,size
From: https://www.cnblogs.com/1446358788-qq/p/16830741.html

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