隊列
- 定義
通俗點的定義就是，排隊買票，先到的先買。就是先進先出。隊列和棧一樣都是操作受限的線性表數據結構
- 入隊，出隊
在隊尾入隊，隊頭出隊。同樣想象買票的流程。除非你經常插隊要不很容易理解！
- 實現方式
順序隊列：用數組實現的隊列
鏈式隊列：用鏈表實現的隊列
- 時間複雜度
1、順序隊列的python代碼實現
首先說一下順序隊列的實現過程。與棧只需要一個棧頂指針不同，隊列需要兩個指針一個指向隊頭，一個指向隊尾。
在入隊和出隊操作之後，指針的位置就會後移，因數組的長度限制，當隊尾指向數組尾部下標的時候無法後移。如果出隊一次進行一次數據遷移就不會有這種問題，但是時間複雜度就會由O（1）變爲O(n)。所以解決辦法就是當沒有空閒時間之後，才進行一次大的數據遷移。
如圖：紅色爲隊頭藍色爲隊尾。如果每操作一次出隊，就進行一次數據遷移，那麼時間複雜度就會變爲O(n)，如果無法插入時再進行數據前移，那麼出隊的時間複雜度仍然是O(1)。入隊的時間複雜度就會由O(1),變爲n-1次O(1)加上一次O(n)。均攤時間複雜度就是O(1).
python沒有數組，有列表，列表是由對其它對象的引用組成的連續數組。指向這個數組的指針及其長度被保存在一個列表頭結構中。這就意味着每次進行增刪操作都需要對數組的大小進行重新分配。這樣的結構在對列表進行操作時的時間複雜度會很高。爲了避免這種情況，這裏要引入分配槽的概念，分配槽的大小不等同於列表大小，分配槽大小是指在內存中已經分配了的槽空間數。這樣能避免每次列表添加數據都調用分配函數，這樣均攤的時間複雜度就會比較低。增長模式爲：0，4，8，16，25，35，46，58，72，88……。所以python實現隊列並對隊列進行操作時，與正常數組實現的隊列不大一樣（因爲我的開發語言是python所以有時會對python一些特性進行分析）
因python列表的特性，進行刪除操作時的時間複雜度爲O(N).所以在進行出隊時不要進行刪除操作。留到數據遷移時同時進行
- 代碼實現
- 順序隊列
class queues:
def __init__(self):
self.items = []
self._len = None
self._head = 0
self._taile = 0
def _pop(self):
if self.items:
re_data = self.items[self._head]
self._head = self._head + 1
if self._head == 10:
self._kuorong()
return re_data
else:
return None
def _push(self,data):
self._taile = self._taile + 1
self.items.append(data)
def _kuorong(self):
self.items = self.items[self._head:self._taile]
self._head = 0
self._taile = len(self.items)
2.鏈式隊列
class Node(object):
def __init__(self,data,next=None):
self.data = data
self.next = next
class equeue:
def __init__(self):
self.headnode = Node(None)
self.rear = None
def _push(self,data):
NewNode = Node(data)
if not self.rear:
self.headnode.next = NewNode
self.rear = NewNode
else:
self.rear.next = NewNode
self.rear = NewNode
def _pop(self):
result = self.headnode.next
if self.headnode.next:
self.headnode.next = self.headnode.next.next
else:
return None
return result.data
3.循環隊列
class queues:
def __init__(self):
self.items = [None]*10
self._len = None
self._head = 0
self._taile = 0
def _pop(self):
if self.items[self._head] != None:
print(self.items[self._head])
re_data = self.items[self._head]
self.items[self._head] = None
self._head = self._head + 1
if self._head == 10:
self._head = 0
return re_data
return None
def _push(self,data):
#print(self._taile,self.items[self._taile])
if self.items[self._taile] == None:
self.items[self._taile] = data
self._taile = self._taile + 1
if self._taile == 10:
self._taile = 0
else:
#print("隊滿")
pass
代碼是自己編的，都能實現功能。如果發現問題或有更優化的代碼請評論！！！
本文由博主學習總結而來，如果有錯誤的地方請指正。有多處借鑑！借鑑於
https://mp.weixin.qq.com/mp/profile_ext?action=home&__biz=MzI5OTIyMjQxMA==&scene=124#wechat_redirect
https://time.geekbang.org/column/article/40961
萬分感謝馬老師和王爭大佬的知識分享！