队列
底层依赖的是静态数组实现的，靠resize来解决固定容量问题
队列也是一种线性结构
相比数组，队列对应的操作是数组的子集
只能从一端（队尾）添加元素，只能从另一端（队首）取出元素
队列就像我们排队买东西一样。
队列是一种先进先出（First In First Out）的数据结构
队列接口
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public interface Queue<E>{
void enqueue(E e);
E dequeue();
E getFront();
int getSize();
boolean isEmpty();
}
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数组队列
实现
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public class ArrayQueue<E> implements Queue<E> {
private Array<E> array;
public ArrayQueue(int capacity){
array = new Array<>(capacity);
}
public ArrayQueue(){
array = new Array<>();
}
// 时间复杂度：O(1)
@Override
public int getSize(){
return array.getSize();
}
// 时间复杂度：O(1)
@Override
public boolean isEmpty(){
return array.isEmpty();
}
public int getCapacity(){
return array.getCapacity();
}
// 时间复杂度：O(1)
@Override
public void enqueue(E e){
array.addLast(e);
}
// 时间复杂度：O(n)
@Override
public E dequeue(){
return array.removeFirst();
}
// 时间复杂度：O(1)
@Override
public E getFront(){
return array.getFirst();
}
@Override
public String toString(){
StringBuilder res = new StringBuilder();
res.append("Queue: ");
res.append("front [");
for(int i = 0 ; i < array.getSize() ; i ++){
res.append(array.get(i));
if(i != array.getSize() - 1)
res.append(", ");
}
res.append("] tail");
return res.toString();
}
}
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循环队列
为了降低，dequeue出队的时间复杂度。因为每次出队的时候，我们都需要将该队列后面的元素逐个迁移一位
循环队列，增加了front与tail标识符，front标识队列的，tail标识的是
front与tail相等的时候表示队列为空，（tail+1)%c==front表示队列满了，这就表示capacity中，浪费了一个空间
步骤：
- 每次入队操作时，将tail+1
- 每次出队操作时，将front+1
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public class LoopQueue<E> implements Queue<E> {
private E[] data;
private int front, tail;
private int size;
public LoopQueue(int capacity){
data = (E[])new Object[capacity + 1];
front = 0;
tail = 0;
size = 0;
}
public LoopQueue(){
this(10);
}
public int getCapacity(){
return data.length - 1;
}
@Override
public boolean isEmpty(){
return front == tail;
}
@Override
public int getSize(){
return size;
}
@Override
public void enqueue(E e){
if((tail + 1) % data.length == front)
resize(getCapacity() * 2);
data[tail] = e;
tail = (tail + 1) % data.length;
size ++;
}
@Override
public E dequeue(){
if(isEmpty())
throw new IllegalArgumentException("Cannot dequeue from an empty queue.");
E ret = data[front];
data[front] = null;
front = (front + 1) % data.length;
size --;
if(size == getCapacity() / 4 && getCapacity() / 2 != 0)
resize(getCapacity() / 2);
return ret;
}
@Override
public E getFront(){
if(isEmpty())
throw new IllegalArgumentException("Queue is empty.");
return data[front];
}
private void resize(int newCapacity){
E[] newData = (E[])new Object[newCapacity + 1];
for(int i = 0 ; i < size ; i ++)
newData[i] = data[(i + front) % data.length];
data = newData;
front = 0;
tail = size;
}
@Override
public String toString(){
StringBuilder res = new StringBuilder();
res.append(String.format("Queue: size = %d , capacity = %d\n", size, getCapacity()));
res.append("front [");
for(int i = front ; i != tail ; i = (i + 1) % data.length){
res.append(data[i]);
if((i + 1) % data.length != tail)
res.append(", ");
}
res.append("] tail");
return res.toString();
}
}
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