实现一个双端队列的步骤简析

描述

01 故事起源

队列是一种先进先出的数据结构。  
BFS  

一般通过数组实现。

  BFS  

还需要定义2个指针,头指针和尾指针。  

BFS  

02 插入和删除

2.1 插入  

从队尾tail处插入,再将tail指针后移。  

BFS

2.2 删除

从队首head处取出元素,再将head指针后移。  

BFS  

但数组是定长的,如果多次插入删除,tail指针就会超出数组范围,而前面其实还是有空间的,所以常用的还是循环队列。  

BFS  

03 循环队列

循环其实就是让head,tail两个指针在数组内循环移动,当移动到队尾时就跳到队首。  

BFS  

通过取模就可以实现循环。  

BFS  

当head==tail时,即为队空。

  BFS  

当head==(tail+1)%n时,即为队满。如果队列长度为n,则只能装n-1个元素,最后一个元素要空着。因为如果放入元素,tail会和head重合,就无法判断是队空还是队满。

  BFS    

04 双端队列

普通队列只能队首出,队尾进,但有时我们需要队首和队尾都能进出,即双端队列。  

BFS

4.1 插入  

队首插入,则head指针前移;队尾插入,则tail指针后移。  

BFS

4.2 删除  

队首删除,则head指针后移;队尾删除,则tail指针前移。

  BFS  

05 代码实现

实现一个模板,以后可重复利用。

先定义必要的方法和变量。

BFS

构造函数

 


BFS

插入

BFS

删除

BFS

size方法

BFS

使用案例

BFS


06 总结

队列是非常基础且重要的数据结构,双端队列属于队列的升级。很多的算法都是基于队列来实现,例如搜索中的bfs,图论中的spfa,计算几何中的melkman等。队列结构本身很简单,如何使用才是比较难的,一定要深刻理解,以后才能熟练应用到不同的模型中。




审核编辑:刘清

 

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