#棧和隊列 --- ##棧 --- 棧只允許訪問一個數據項：即最后插入的數據。溢出這個數據才能訪問倒數第二個插入的數據項。它是一種"后進先出"的數據結構。 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 * 只能訪問棧頂的數據 * @author dream * */ /** * 基于數組來實現棧的基本操作 * 數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 --- 依然使用數組作為底層容器來實現一個隊列的封裝 ``` /** * 隊列也可以用數組來實現，不過這里有個問題，當數組下標滿了后就不能再添加了， * 但是數組前面由于已經刪除隊列頭的數據了，導致空。所以隊列我們可以用循環數組來實現， * @author dream * */ public class RoundQueue { private long[] a; private int size; //數組大小 private int nItems; //實際存儲數量 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，隊列中插入數據項和刪除數據項的時間復雜度均為O(1) 還有個優先級隊列，優先級隊列是比棧和隊列更專用的數據結構。優先級隊列與上面普通的隊列相比，主要區別在于隊列中的元素是有序的，關鍵字最小（或者最大）的數據項總在隊頭。數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。優先級隊列的內部實現可以用數組或者一種特別的樹——堆來實現。這里用數組實現優先級隊列。 ``` public class PriorityQueue { private long[] a; private int size; private int nItems; //元素個數 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 { //將數組中的數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。