資料結構和演算法佇列

佇列

通俗點的定義就是，排隊買票，先到的先買。就是先進先出。佇列和棧一樣都是操作受限的線性表資料結構

在隊尾入隊，隊頭出隊。同樣想象買票的流程。除非你經常插隊要不很容易理解！

順序佇列：用陣列實現的佇列

鏈式佇列：用鍊錶實現的佇列

1、順序佇列的python**實現

首先說一下順序佇列的實現過程。與棧只需要乙個棧頂指標不同，佇列需要兩個指標乙個指向隊頭，乙個指向隊尾。

在入隊和出隊操作之後，指標的位置就會後移，因陣列的長度限制，當隊尾指向陣列尾部下標的時候無法後移。如果出隊一次進行一次資料遷移就不會有這種問題，但是時間複雜度就會由o（1）變為o(n)。所以解決辦法就是當沒有空閒時間之後，才進行一次大的資料遷移。

如圖：紅色為隊頭藍色為隊尾。如果每操作一次出隊，就進行一次資料遷移，那麼時間複雜度就會變為o(n)，如果無法插入時再進行資料前移，那麼出隊的時間複雜度仍然是o(1)。入隊的時間複雜度就會由o(1),變為n-1次o(1)加上一次o(n)。均攤時間複雜度就是o(1).

python沒有陣列，有列表，列表是由對其它物件的引用組成的連續陣列。指向這個陣列的指標及其長度被儲存在乙個列表頭結構中。這就意味著每次進行增刪操作都需要對陣列的大小進行重新分配。這樣的結構在對列表進行操作時的時間複雜度會很高。為了避免這種情況，這裡要引入分配槽的概念，分配槽的大小不等同於列表大小，分配槽大小是指在記憶體中已經分配了的槽空間數。這樣能避免每次列表新增資料都呼叫分配函式，這樣均攤的時間複雜度就會比較低。增長模式為：0，4，8，16，25，35，46，58，72，88……。所以python實現佇列並對佇列進行操作時，與正常陣列實現的佇列不大一樣（因為我的開發語言是python所以有時會對python一些特性進行分析）

因python列表的特性，進行刪除操作時的時間複雜度為o(n).所以在進行出隊時不要進行刪除操作。留到資料遷移時同時進行

順序佇列

class queues:
def __init__(self):
self.items = 
self._len = none
self._head = 0
self._taile = 0
def _pop(self):
if self.items:
re_data = self.items[self._head]
self._head = self._head + 1
if self._head == 10:
self._kuorong()
return re_data
else:
return none
def _push(self,data):
self._taile = self._taile + 1
def _kuorong(self):
self.items = self.items[self._head:self._taile]
self._head = 0
self._taile = len(self.items)

2.鏈式佇列

class node(object):
def __init__(self,data,next=none):
self.data = data
self.next = next
class equeue:
def __init__(self):
self.headnode = node(none)
self.rear = none
def _push(self,data):
newnode = node(data)
if not self.rear:
self.headnode.next = newnode
self.rear = newnode
else:
self.rear.next = newnode
self.rear = newnode
def _pop(self):
result = self.headnode.next
if self.headnode.next:
self.headnode.next = self.headnode.next.next
else:
return none
return result.data

3.迴圈佇列

class queues:
def __init__(self):
self.items = [none]*10
self._len = none
self._head = 0
self._taile = 0
def _pop(self):
if self.items[self._head] != none:
print(self.items[self._head])
re_data = self.items[self._head]
self.items[self._head] = none
self._head = self._head + 1
if self._head == 10:
self._head = 0
return re_data
return none
def _push(self,data):
#print(self._taile,self.items[self._taile])
if self.items[self._taile] == none:
self.items[self._taile] = data
self._taile = self._taile + 1
if self._taile == 10:
self._taile = 0
else:
#print("隊滿")
pass

萬分感謝馬老師和王爭大佬的知識分享！

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