上一篇最后我们分析了队列的利弊,故我们这里对队列进行优化。就有了这一篇,循环队列。 队列的问题主要便是入队的时间复杂度O(1).出队的时间复杂度0(n) 。还有就是当进行插入和删除操作后,线性表的开始空间可能会被空出来,会浪费且占用空间。
所以我们这里让队列首位相连变成了一个环,但是如何相连,相连之后入队和出队又是如何操作呢,相连以后会不会出现问题呢,出现问题又该如何解决呢,大家跟我一起往下看吧。
优化(循环队列):
首先让队头指针和队尾指针一样随着数据元素的变化而变化。这样入队和出队的操作都是O(1),然后我们将线性表首尾相连,当队头或队尾指针到达尾部时,如需后移可重新指向表头,变成一个环,指针从尾到头有一个周期性,也就是数线性表长度,指针+1对线性表长度取余就可以完成指针从头到尾的跳跃,这样就解决了空间浪费的问题。然后将一个空间预留出来不存任何元素,尾指针始终指向这个null空间,这时,队列满的条件是(rear+1)%n== front,队列为空的条件是 rear == front。这样可以解决判断队列满和队列空的条件都是(rear+1)%n==front的问题,这里n是线性表的长度,没法判断。如下图(这个图花了我很大的功夫,这篇博客的核心思想便在这俩张动图之中,大家一定要仔细看):
图一:解决了空间浪费的问题
图二:解决判断队列满和队列空的条件都是(rear+1)%n==front的问题
用Java代码实现循环队列的顺序存储结构,使用ArrayQueueLoop实现Queue接口,重写Queue的方法,这里写的接口都是我们自己编写的,不是java里面自带的接口,大家注意一下,代码如下:
import java.util.Iterator;
//循环队列 底层用动态数组实现
public class ArrayQueueLoop implements Queue {
private E[] data; //定义数组
private int front; //头指针
private int rear; //尾指针
private int size; //有效元素个数
public ArrayQueueLoop(){
data= (E[]) (new Object[11]);//因为有一个空的空间,有效能存储的空间有10个
front=0; //初始化
rear=0;
size=0;
}
@Override
public int getSize() {
return size; //获取有效元素个数,直接返回size
}
@Override
public boolean isEmpty() {
return size==0&&front==rear; //循环队列为空的条件
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