1. 程式人生 > >資料結構-佇列(2)-迴圈佇列

資料結構-佇列(2)-迴圈佇列

迴圈佇列

 

此前,我們提供了一種簡單但低效的佇列實現。

更有效的方法是使用迴圈佇列。 具體來說,我們可以使用固定大小的陣列兩個指標來指示起始位置和結束位置。 目的是重用我們之前提到的被浪費的儲存

設計迴圈佇列    

設計你的迴圈佇列實現。 迴圈佇列是一種線性資料結構,其操作表現基於 FIFO(先進先出)原則並且隊尾被連線在隊首之後以形成一個迴圈。它也被稱為“環形緩衝器”。
迴圈佇列的一個好處是我們可以利用這個佇列之前用過的空間。在一個普通佇列裡,一旦一個佇列滿了,我們就不能插入下一個元素,即使在佇列前面仍有空間。但是使用迴圈佇列,我們能使用這些空間去儲存新的值。
你的實現應該支援如下操作:

  • MyCircularQueue(k): 構造器,設定佇列長度為 k 。
  • Front: 從隊首獲取元素。如果佇列為空,返回 -1 。
  • Rear: 獲取隊尾元素。如果佇列為空,返回 -1 。
  • enQueue(value): 向迴圈佇列插入一個元素。如果成功插入則返回真。
  • deQueue(): 從迴圈佇列中刪除一個元素。如果成功刪除則返回真。
  • isEmpty(): 檢查迴圈佇列是否為空。
  • isFull(): 檢查迴圈佇列是否已滿。

示例:

MyCircularQueue circularQueue = new
MycircularQueue(3); // 設定長度為3 circularQueue.enQueue(1); // 返回true circularQueue.enQueue(2); // 返回true circularQueue.enQueue(3); // 返回true circularQueue.enQueue(4); // 返回false,佇列已滿 circularQueue.Rear(); // 返回3 circularQueue.isFull(); // 返回true circularQueue.deQueue(); // 返回true circularQueue.enQueue(
4); // 返回true circularQueue.Rear(); // 返回4

提示:

  • 所有的值都在 1 至 1000 的範圍內;
  • 運算元將在 1 至 1000 的範圍內;
  • 請不要使用內建的佇列庫。
迴圈佇列 - 實現

在迴圈佇列中,我們使用一個陣列和兩個指標(head 和 tail)。 head 表示佇列的起始位置,tail 表示佇列的結束位置。

這裡我們提供了程式碼供你參考:

  1 package queue;
  2 
  3 public class Main2 {
  4     public static void main(String[] args) {
  5         /**
  6          * Your MyCircularQueue object will be instantiated and called as such:
  7          * MyCircularQueue obj = new MyCircularQueue(k);
  8          * boolean param_1 = obj.enQueue(value);
  9          * boolean param_2 = obj.deQueue();
 10          * int param_3 = obj.Front();
 11          * int param_4 = obj.Rear();
 12          * boolean param_5 = obj.isEmpty();
 13          * boolean param_6 = obj.isFull();
 14          */
 15     }
 16 }
 17 
 18 class MyCircularQueue {
 19     
 20     private int[] data;
 21     private int head;
 22     private int tail;
 23     private int size;
 24 
 25     /** Initialize your data structure here. Set the size of the queue to be k. */
 26     //在這裡初始化資料結構。將佇列的大小設定為k.
 27     public MyCircularQueue(int k) {
 28         data = new int[k];
 29         head = -1;
 30         tail = -1;
 31         size = k;
 32     }
 33     
 34     /** Insert an element into the circular queue. Return true if the operation is successful. */
 35     //在迴圈佇列中插入一個元素。如果操作成功,返回true。
 36     public boolean enQueue(int value) {
 37         if (isFull() == true) {
 38             return false;
 39         }
 40         if (isEmpty() == true) {
 41             head = 0;
 42         }
 43         tail = (tail + 1) % size;
 44         data[tail] = value;
 45         return true;
 46     }
 47     
 48     /** Delete an element from the circular queue. Return true if the operation is successful. */
 49     //從迴圈佇列中刪除一個元素。如果操作成功,返回true。
 50     public boolean deQueue() {
 51         if (isEmpty() == true) {
 52             return false;
 53         }
 54         if (head == tail) {
 55             head = -1;
 56             tail = -1;
 57             return true;
 58         }
 59         head = (head + 1) % size;
 60         return true;
 61     }
 62     
 63     /** Get the front item from the queue. */
 64     //從佇列中獲取前面的項
 65     public int Front() {
 66         if (isEmpty() == true) {
 67             return -1;
 68         }
 69         return data[head];
 70     }
 71     
 72     /** Get the last item from the queue. */
 73     //從佇列中獲取最後一個條目。
 74     public int Rear() {
 75         if (isEmpty() == true) {
 76             return -1;
 77         }
 78         return data[tail];
 79     }
 80     
 81     /** Checks whether the circular queue is empty or not. */
 82     //檢查迴圈佇列是否為空。
 83     public boolean isEmpty() {
 84         return head == -1;
 85     }
 86     
 87     /** Checks whether the circular queue is full or not. */
 88     //檢查迴圈佇列是否已滿。
 89     public boolean isFull() {
 90         return ((tail + 1) % size) == head;
 91     }
 92 }
 93 
 94 /**
 95  * Your MyCircularQueue object will be instantiated and called as such:
 96  * MyCircularQueue obj = new MyCircularQueue(k);
 97  * boolean param_1 = obj.enQueue(value);
 98  * boolean param_2 = obj.deQueue();
 99  * int param_3 = obj.Front();
100  * int param_4 = obj.Rear();
101  * boolean param_5 = obj.isEmpty();
102  * boolean param_6 = obj.isFull();
103  */