day6栈和队列

栈是一种特殊的线性表,只能在一端进行操作,往栈中添加元素的操作,一般叫做push,入栈,从栈中移除元素的操作,一般叫做pop,出栈(只能移除栈顶元素,也叫做弹出栈顶元素),并且栈遵循后进先出,例如下图:

入栈

入栈操作

出栈

出栈操作

栈的接口设计

int size();//元素的数量

boolean isEmpty();//是否为空

void push(E element);//入栈

E pop();//出栈

E top();//获取栈顶元素

void clear();//清空

代码实现图


stack实现图

这个Stack是基于动态数组的操作

栈的应用

浏览器的前进和后退

实现模式:

输入jd.com->qq.com->baidu.com

浏览器前进后退实现图

队列(Queue)

队列是一种特殊的线性表,只能在头尾两端进行操作,队尾(rear)只能从队尾添加元素,一般叫做enQueue,入队,队头(front)只能从队头移除元素,一般叫做deQueue,出队,遵循先进先出的原则,First In First Out,FIFO,队列如下图表现形式:

队列

单端队列的接口设计

int size();//元素的数量

boolean isEmpty();//是否为空

void clear();//清空

void enQueue(E element);//入队

E deQueue();//出队

E front();//获取队列的头元素

单端队列的设计代码

单端队列的设计

双端队列(Deque)

双端队列和单端队列的不同之处是多了队尾出队和队头入队

接口设计如下

int size();//元素的数量

boolean isEmpty();//是否为空

void clear();//清空

E deQueueFront();//从队头出队

void enQueueFrong(E element);//从队头入队

E deQueueRear();//从队尾出队

E front();//获取队列的头元素

E rear();//获取队列的尾元素

代码设计图

代码设计图

循环队列

循环队列只是在队列的基础之上添加多了一个front节点,这个节点就是代表可以循环队列长度,整个流程大概如下:

循环队列图1
循环队列图2

接口设计

int size();

void clear();

void enQueue(E element);

E deQueue();

下面看看代码实现图:

队列中真实索引
扩大容量

这里扩大容量之后,要将front重置等于0,是因为扩容之后,顺序会被按照先后的插入书序在队列中存储好,所以队列中的0节点元素也就是队头,所以要设置front等于0

出栈

出栈之后size的值要减去1,并且front要指向下一个元素,而至于front为什么不用front--,这是因为涉及到前面节点有空,但是后面节点又满了,这个时候需要往前面插入,所以这个front要通过那样的算法去获取

进栈

进栈相对出栈相对来说简单点,就是一个扩容赋值操作,然后进行size++就可以了

清除元素

删除直接将元素置空就可以了

循环双端队列

循环双端队列和循环单端队列其实就多了两个方法,就是从尾部出队和从头部入队两种方法

代码图:

从尾部入队
从头部出队
从头部入队
从尾部出队

可以看到从尾部入队和从头部出队和单循环队列是没有区别的,而另外两个方法从实现看上去也是很简单的,从头部入队,就是重新计算front,然后赋值给front索引的下标即可,至于为什么是index(-1)这个原因是从巨人的想法中承接下来的,我只会拿来用而已,的确是可以实现,搞不清楚的可以画个图自己实现一下,至于尾部出队,则就是找到尾部的索引,然后将元素赋值为null就可以了,或者有人说那个index(int index)方法,也就是获取真实索引的那个方法,为什么不通过%运算符来实现,那是因为%运算符,除法,乘法,浮点数等运算效率都会比较低,所以才用上面写的那种方式的(https://crazyjvm.iteye.com/blog/1725508),好了,队列和栈就到此为止

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