java鏈表應(yīng)用--基于鏈表實現(xiàn)隊列詳解(尾指針操作)
本文實例講述了java基于鏈表實現(xiàn)隊列。分享給大家供大家參考,具體如下:
在開始棧的實現(xiàn)之前,我們再來看看關(guān)于鏈表的只在頭部進(jìn)行的增加、刪除、查找操作,時間復(fù)雜度均為O(1)。
對于隊列這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),需要在線性結(jié)構(gòu)的一端插入元素,另外一端刪除元素。因此此時基于鏈表來實現(xiàn)隊列,則有一端的時間復(fù)雜度為O(n)。因此我們不能使用之前已經(jīng)實現(xiàn)的鏈表結(jié)構(gòu),我們需要改進(jìn)我們的鏈表。思路如下:
1.參考在鏈表頭部刪除、增加元素的時間復(fù)雜度為O(1)的思路,我們在鏈表的尾部設(shè)立一個Node型的變量tail來記錄鏈表的尾部在哪,此時再head端和tail端添加元素都是及其簡單的,在head端刪除元素也是及其簡單的,但對于在tail端刪除元素時,是無法在時間復(fù)雜度為O(1)的情況進(jìn)行的,也就是從tail端刪除元素時不容易的。
2.只在頭部head刪除元素(隊首),在尾部tail端添加元素(隊尾)。
3.由于在基于鏈表實現(xiàn)隊列時不涉及到操作鏈表中間元素,此時我們改進(jìn)的鏈表中,不在使用虛擬頭節(jié),因此也就可能造成在沒有虛擬頭節(jié)點的情況下,鏈表為空。
二、鏈表改進(jìn)代碼前言,在寫本小節(jié)之前,我們已經(jīng)實現(xiàn)了一個基于靜態(tài)數(shù)組的隊列,轉(zhuǎn)到查看。此處我們實現(xiàn)基于鏈表的隊列。
在實現(xiàn)基于靜態(tài)數(shù)組的隊列的時候,我們已經(jīng)新建了一個package,此時我們在該package下新建一個LinkedListQueue類,用來實現(xiàn)Queue接口,目錄結(jié)構(gòu)為:
1.Queue接口代碼
package Queue;public interface Queue<E> { //獲取隊列中元素個數(shù) int getSize(); //隊列中元素是否為空 boolean isEmpty(); //入隊列 void enqueue(E e); //出隊列 public E dequeue(); //獲取隊首元素 public E getFront();}
2.LinkedListQueue類
package Queue;public class LinkedListQueue<E> implements Queue<E> { //將Node節(jié)點設(shè)計成私有的類中類 private class Node<E> { public E e; public Node next; //兩個參數(shù)的構(gòu)造函數(shù) public Node(E e, Node next) { this.e = e; this.next = next; } //一個參數(shù)的構(gòu)造函數(shù) public Node(E e) { this.e = e; this.next = null; } //無參構(gòu)造函數(shù) public Node() { this(null, null); } @Override public String toString() { return e.toString(); } } private Node<E> head, tail; private int size; //顯示初始化 public LinkedListQueue() { head = null; tail = null; size = 0; } //獲取隊列中節(jié)點個數(shù) @Override public int getSize() { return size; } //隊列中是否為空 @Override public boolean isEmpty() { return size == 0; } //鏈表尾部進(jìn)隊操作 @Override public void enqueue(E e) { if (tail == null) { tail = new Node(e); head = tail; } else { tail.next = new Node(e); tail = tail.next; } size++; } //鏈表頭部出隊操作 @Override public E dequeue() { if (isEmpty()) { throw new IllegalArgumentException('鏈表為空'); } Node<E> retNode = head; head = head.next; retNode.next = null; if (head == null) {//當(dāng)鏈表只有一個元素時 tail = null; } size--; return retNode.e; } //獲取隊首元素 @Override public E getFront() { if (isEmpty()) { throw new IllegalArgumentException('鏈表為空'); } return head.e; } //為了便于測試,重寫object類toString()方法 @Override public String toString() { StringBuilder res = new StringBuilder(); res.append('Queue: front '); Node<E> cur = head; while (cur != null) { res.append(cur + '->'); cur = cur.next; } res.append('NULL tail'); return res.toString(); }}
3.為了便于測試,在LinkedListQueue類中添加一個main函數(shù)
//測試用例 public static void main(String[] args) { LinkedListQueue<Integer> queue = new LinkedListQueue<Integer>(); for (int i = 0; i < 10; i++) { queue.enqueue(i); System.out.println(queue); if (i % 3 == 2) {//每添加3個元素出隊列一個queue.dequeue();System.out.println(queue); } } }
4.結(jié)果為
結(jié)果分析:每進(jìn)隊3個元素出隊列一個。
關(guān)于本小節(jié),若您覺得還行、還過得去,記得給個推薦哦~,謝謝!!
本節(jié)源碼 https://github.com/FelixBin/dataStructure/blob/master/src/Queue/LinkedListQueue.java
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希望本文所述對大家java程序設(shè)計有所幫助。
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