棧
棧只允許訪問一個數(shù)據項：即最后插入的數(shù)據。溢出這個數(shù)據才能訪問倒數(shù)第二個插入的數(shù)據項。它是一種"后進先出"的數(shù)據結構。
棧最基本的操作是出棧(Pop)、入棧(Push)，還有其他擴展操作，如查看棧頂元素，判斷棧是否為空、是否已滿，讀取棧的大小等。
/**
* 棧是先進后出
* 只能訪問棧頂?shù)臄?shù)據
* @author dream
*
*/
/**
* 基于數(shù)組來實現(xiàn)棧的基本操作
* 數(shù)據項入棧和出棧的時間復雜度均為O(1)
* @author dream
*
*/
public class ArrayStack {
private long[] a;
private int size; //棧數(shù)組的大小
private int top; //棧頂
public ArrayStack(int maxSize){
this.size = maxSize;
this.a = new long[size];
this.top = -1; //表示空棧
}
public void push(long value){ //入棧
if(isFull()){
System.out.println("棧已滿!");
return;
}
a[++top] = value;
}
public long peek(){ //返回棧頂內容，但不刪除
if(isEmpty()){
System.out.println("棧中沒有數(shù)據");
return 0;
}
return a[top];
}
public long pop(){ //彈出棧頂內容
if(isEmpty()){
System.out.println("棧中沒有數(shù)據!");
return 0;
}
return a[top--];
}
public int size(){
return top + 1;
}
/**
* 判斷是否滿了
* @return
*/
public boolean isFull(){
return (top == size - 1);
}
/**
* 是否為空
* @return
*/
public boolean isEmpty(){
return (top == -1);
}
public void display(){
for (int i = top; i >= 0; i--) {
System.out.println(a[i] + " ");
}
System.out.println("");
}
}
隊列
依然使用數(shù)組作為底層容器來實現(xiàn)一個隊列的封裝
/**
* 隊列也可以用數(shù)組來實現(xiàn)，不過這里有個問題，當數(shù)組下標滿了后就不能再添加了，
* 但是數(shù)組前面由于已經刪除隊列頭的數(shù)據了，導致空。所以隊列我們可以用循環(huán)數(shù)組來實現(xiàn)，
* @author dream
*
*/
public class RoundQueue {
private long[] a;
private int size; //數(shù)組大小
private int nItems; //實際存儲數(shù)量
private int front; //頭
private int rear; //尾
public RoundQueue(int maxSize){
this.size = maxSize;
a = new long[size];
front = 0;
rear = -1;
nItems = 0;
}
public void insert(long value){
if(isFull()){
System.out.println("隊列已滿");
return;
}
rear = ++rear % size;
a[rear] = value; //尾指針滿了就循環(huán)到0處，這句相當于下面注釋內容
nItems++;
}
public long remove(){
if(isEmpty()){
System.out.println("隊列為空!");
return 0;
}
nItems--;
front = front % size;
return a[front++];
}
public void display(){
if(isEmpty()){
System.out.println("隊列為空!");
return;
}
int item = front;
for(int i = 0;i < nItems; i++){
System.out.println(a[item++ % size] + " ");
}
System.out.println("");
}
public long peek(){
if(isEmpty()){
System.out.println("隊列為空！");
return 0;
}
return a[front];
}
public boolean isFull(){
return (nItems == size);
}
public boolean isEmpty(){
return (nItems == 0);
}
public int size(){
return nItems;
}
}
和棧一樣，隊列中插入數(shù)據項和刪除數(shù)據項的時間復雜度均為O(1)
還有個優(yōu)先級隊列，優(yōu)先級隊列是比棧和隊列更專用的數(shù)據結構。優(yōu)先級隊列與上面普通的隊列相比，主要區(qū)別在于隊列中的元素是有序的，關鍵字最小（或者最大）的數(shù)據項總在隊頭。數(shù)據項插入的時候會按照順序插入到合適的位置以確保隊列的順序。優(yōu)先級隊列的內部實現(xiàn)可以用數(shù)組或者一種特別的樹——堆來實現(xiàn)。這里用數(shù)組實現(xiàn)優(yōu)先級隊列。
public class PriorityQueue {
private long[] a;
private int size;
private int nItems; //元素個數(shù)
public PriorityQueue(int maxSize){
size = maxSize;
nItems = 0;
a = new long[size];
}
public void insert(long value){
if(isFull()){
System.out.println("隊列已滿！");
return;
}
int j;
if(nItems == 0){ //空隊列直接添加
a[nItems++] = value;
}else {
//將數(shù)組中的數(shù)字依照下標按照從大到小排列
for(j=nItems-1; j>=0; j--){
if(value > a[j]){
a[j+1] = a[j];
}
else {
break;
}
}
a[j+1] = value;
nItems++;
}
}
public long remove(){
if(isFull()){
System.out.println("隊列為空!");
return 0;
}
return a[--nItems];
}
public long peekMin(){
return a[nItems - 1];
}
public boolean isFull(){
return (nItems == size);
}
public boolean isEmpty(){
return (nItems == 0);
}
public int size(){
return nItems;
}
public void display(){
for(int i = nItems - 1;i >= 0; i--){
System.out.println(a[i] + " ");
}
System.out.println(" ");
}
}
優(yōu)先級隊列中，插入操作需要O(N)的時間，而刪除操作則需要O(1)的時間。
