資料結構與演算法分析——佇列

g-sabo發表於2019-12-06
資料結構演算法佇列

佇列，和棧類似，也是一種操作受限的線性表資料結構。與棧結構不同的是，可以對佇列 2 端操作，要求資料從一端進（入隊），從另一端出（出隊）。佇列遵循 "先進先出" 的原則，即最先進佇列的資料元素，同樣要最先出佇列。

資料結構與演算法分析——佇列

跟棧一樣，佇列可以用陣列來實現，也可以用連結串列來實現。用陣列實現的佇列叫作順序佇列，用連結串列實現的佇列叫作鏈式佇列。

#陣列佇列
class Queue
{
    private $_head;
    private $_tail;
    private $_queue;
    private $_queueSize;
    public function __construct($size){

        $this->_queue = [];
        $this->_queueSize = $size;
        $this->_head = 0;
        $this->_tail = 0;
    }
    #入隊
  public function enQueue( $elem ){
        if (!$this->isFull()) {
            $this->_queue[$this->_tail] = $elem;
            $this->_tail++;  
            return true;
        }
        return false;
    }
    #出隊
    public function deQueue(){
        if( !$this->isEmpty() ) {
            $elem = $this->_queue[$this->_head];
            $this->_head ++;
            return $elem;
        }
        return false;
    }
    #佇列是否為空
    public function isEmpty() {
        return ( $this->_head == $this->_tail  ? true : false );
        // return   $this->_head == $this->_tail ;
    }
    #佇列是否已滿
    public function isFull(){
        return ( $this->_tail === $this->_queueSize ? true : false );
    }
}

如上，當不停地入隊和出隊時，head 和 tail 都會後移。當到達陣列最後面時，即使陣列前面仍空餘，也無法入隊操作了。此時，就需要我們對陣列進行遷移(只需要到達陣列最後面時遷移，不需要每次出隊都進行遷移，以此提高效率)。

你可能已經發現，如上所示還是需要做遷移的，如果陣列很大，遷移消耗也很大的。這種情況下，我們可以從頭再開始，也就是頭尾相接的迴圈。我們把佇列這種頭尾相接的順序儲存節後稱為迴圈佇列。

public class CircularQueue { 
    private $items = [] ;  
    private $n = 0;  
    private $head = 0;  
    private $tail = 0;   
    public __construct($size) {   
        $n = $size; 
    } 
    public function  enqueue($item) {    
        if (($tail + 1) % $n == $head) 
            return false;    
        $items[$tail] = $item;   
        $tail = ($tail + 1) % $n;    
        return true;  
    }  
     public function  dequeue() {     
         if ($head == $tail) 
             return false;   
        $ret = $items[$head];    
        $head = ($head + 1) % $n;    
        return $ret;  
    }
}

資源有限的場景都可以佇列，例如買車票、秒殺、分散式應用的訊息佇列。

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