经典数据结构和算法双端队列 java

选一个简单的数据结构聊一聊，话说有很多数据结构都在玩组合拳，比如说：块状链表，块状数组，当然还有本篇的双端队列，是的，它就是

栈和队列的组合体。

一：概念

我们知道普通队列是限制级的一端进，另一端出的FIFO形式，栈是一端进出的LIFO形式，而双端队列就没有这样的限制级，也就是我们可以在

队列两端进行插入或者删除操作。

二：编码

1：定义结构体

通常情况下，队列的内部都是采用数组来实现，而且带有两个指针head和tail来指向数组的区间段，为了充分利用数组空间，我们也会用%来实

现逻辑上的循环数组，如下图。

public class MyQueue
{public int head;public int tail;public int maxSize;public int size;public T[] list;public MyQueue(){head = tail = size = 0;maxSize = 3;list = new T[maxSize];}
}

这里有一个注意的细节就是“size字段“，它是为了方便统计队列是否为满或者队列是否为空。

2：队尾入队

刚才也说了，双端队列是可以在队列的两端进行插入和删除的，要注意的是我们用head和tail指针的时候，tail指针是指向元素的下一个位置，

而head指针是指向当前元素，所以我们可以从tail端push数据的时候只要”顺时针“下移一个位置即可。

/// <summary>
/// 队尾入队
/// </summary>
/// <param name="t"></param>
/// <returns></returns>
public bool Push_Tail(T t)
{//判断队列是否已满if (myQueue.size == myQueue.list.Length)return false;myQueue.list[myQueue.tail] = t;//顺时针旋转myQueue.tail = (myQueue.tail + 1) % myQueue.maxSize;myQueue.size++;return true;
}

3：队尾出队

和队尾入队一样，我们只要将tail指针”逆时针“下移一个位置，当然有一个细节需要注意，就是tail指针有存在负值的情况，毕竟我们是做”--操作“的，

所以需要tail+maxSize，即：myQueue.tail = (--myQueue.tail + myQueue.maxSize) % myQueue.maxSize;

/// <summary>
/// 队尾出队
/// </summary>
/// <param name="edges"></param>
/// <param name="t"></param>
public T Pop_Tail()
{//判断队列是否已空if (myQueue.size == 0)return default(T);//逆时针旋转(防止负数)myQueue.tail = (--myQueue.tail + myQueue.maxSize) % myQueue.maxSize;var temp = myQueue.list[myQueue.tail];//赋予空值myQueue.list[myQueue.tail] = default(T);myQueue.size--;return temp;
}

4：队首入队

从head端来说，我们push数据的时候是head指针“逆时针”旋转，要注意的是同样要防止负数的产生，并且head指针是指向当前元素。

/// <summary>
/// 队首入队
/// </summary>
/// <param name="t"></param>
/// <returns></returns>
public bool Push_Head(T t)
{//判断队列是否已满if (myQueue.size == myQueue.list.Length)return false;//逆时针旋转(防止负数产生)myQueue.head = (--myQueue.head + myQueue.maxSize) % myQueue.maxSize;//赋予元素myQueue.list[myQueue.head] = t;myQueue.size++;return true;}

5：队首出队

说到这个方法，我想大家应该都懂了双端队列的大概流程了，这个方法我也不用赘叙了。

/// <summary>
/// 队首出队
/// </summary>
/// <param name="edges"></param>
/// <param name="t"></param>
public T Pop_Head()
{//判断队列是否已空if (myQueue.size == 0)return default(T);//获取队首元素var temp = myQueue.list[myQueue.head];//原来单位的值赋默认值myQueue.list[myQueue.head] = default(T);//顺时针旋转myQueue.head = (myQueue.head + 1) % myQueue.maxSize;myQueue.size--;return temp;
}

从上面的四个方法可以看出：

当我们只使用Push_Tail和Pop_Tail的话，那它就是栈。

当我们只使用Push_Tail和Pop_Head的话，那它就是队列。

最后是全部代码：

using System.Net;
using System;
using System.IO;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Drawing;
using System.Drawing.Imaging;class Program
{static void Main(string[] args){DoubleQueue<int> queue = new DoubleQueue<int>();queue.Push_Tail(10);queue.Push_Tail(20);queue.Push_Tail(30);queue.Pop_Tail();queue.Pop_Tail();queue.Pop_Tail();queue.Push_Tail(10);queue.Push_Head(20);queue.Push_Head(30);queue.Push_Head(30);queue.Pop_Tail();queue.Pop_Tail();queue.Pop_Head();queue.Push_Head(40);queue.Push_Tail(50);queue.Push_Tail(60);}
}/// <summary>
/// 双端队列
/// </summary>
public class DoubleQueue<T>
{public class MyQueue{public int head;public int tail;public int maxSize;public int size;public T[] list;public MyQueue(){head = tail = size = 0;maxSize = 3;list = new T[maxSize];}}MyQueue myQueue = new MyQueue();/// <summary>/// 队尾入队/// </summary>/// <param name="t"></param>/// <returns></returns>public bool Push_Tail(T t){//判断队列是否已满if (myQueue.size == myQueue.list.Length)return false;myQueue.list[myQueue.tail] = t;//顺时针旋转myQueue.tail = (myQueue.tail + 1) % myQueue.maxSize;myQueue.size++;return true;}/// <summary>/// 队尾出队/// </summary>/// <param name="edges"></param>/// <param name="t"></param>public T Pop_Tail(){//判断队列是否已空if (myQueue.size == 0)return default(T);//逆时针旋转(防止负数)myQueue.tail = (--myQueue.tail + myQueue.maxSize) % myQueue.maxSize;var temp = myQueue.list[myQueue.tail];//赋予空值myQueue.list[myQueue.tail] = default(T);myQueue.size--;return temp;}/// <summary>/// 队首入队/// </summary>/// <param name="t"></param>/// <returns></returns>public bool Push_Head(T t){//判断队列是否已满if (myQueue.size == myQueue.list.Length)return false;//逆时针旋转(防止负数产生)myQueue.head = (--myQueue.head + myQueue.maxSize) % myQueue.maxSize;//赋予元素myQueue.list[myQueue.head] = t;myQueue.size++;return true;}/// <summary>/// 队首出队/// </summary>/// <param name="edges"></param>/// <param name="t"></param>public T Pop_Head(){//判断队列是否已空if (myQueue.size == 0)return default(T);//获取队首元素var temp = myQueue.list[myQueue.head];//原来单位的值赋默认值myQueue.list[myQueue.head] = default(T);//顺时针旋转myQueue.head = (myQueue.head + 1) % myQueue.maxSize;myQueue.size--;return temp;}
}

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