java面向對象的棧 隊列 優先級隊列的比較
阿新 • • 發佈：2017-09-25
數據 就會 對象 位置 static 插入 優先級隊列 尾指針 long
棧 隊列 有序隊列數據結構的生命周期比那些數據庫類型的結構(比如鏈表，樹)要短得多。在程序操作執行期間他們才被創建，通常用他們去執行某項特殊的任務；當完成任務之後，他們就會被銷毀。這三個數據結構還有一個特點就是訪問是受到限制的，即在特定時刻只有一個數據項可以被讀取或者被刪除，但是所謂的移除並不是真的刪除，數據項依然在這些數據結構中，只不過因為指針已經指向其他數據項，沒有辦法訪問到，當添加新的數據項時，當初移除的數據項被替代從而永遠消失。
棧 隊列 優先級隊列的模擬思想
1.棧：棧遵循先進後出(FILO)模式最後插入的數據項最先被移除，而且只能訪問最後的數據項，只有當移除這個數據項之後才能訪問倒數第二項的數據項。
2.隊列：隊列遵循先進先出(FIFO)模式首先被插入的數據項最先被移除，而且只能訪問訪問第一個數據項，只有當移除這個數據項之後才能訪問第二項的數據項。特別的為了避免隊列不滿卻不能插入新數據項，可以讓隊頭隊尾指針繞回到數組開始的位置，這就是循環隊列。
3.優先級隊列：優先級隊列和隊列的特性相同有隊頭和隊尾，除此之外在優先級隊列中，數據項按關鍵字的值有序，這樣關鍵字最小的數據項或最大的數據項(視情況而定)總是在隊頭，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。
棧 隊列 優先級隊列的效率
棧：插入操作需要O(1),刪除操作需要O(1)。
隊列：插入操作需要O(1),刪除操作需要O(1)。
優先級隊列：插入操作需要O(N),刪除操作需要O(1)。
棧 隊列 優先級隊列的指針
棧：top= -1。
隊列：rear = -1， front = 0。
優先級隊列：nItems = 0。
棧 隊列 優先級隊列的java代碼
棧
package sy; import sy.Stack; class Stack{ //定義棧長度 private int maxSize; //定義棧 private long[] stackArray; //定義棧指針 private int top;//定義構造方法 public Stack(int n){ maxSize = n; stackArray = new long[maxSize]; top = -1; } //定義插入方法 public void push(long n){ //棧長度先增加，再向棧中壓入數據 stackArray[++top] = n; } //定義刪除方法 public long pop(){ //先向棧中壓入數據，棧長度再減少 return stackArray[top--]; } //定義查找方法 public long peek(){ return stackArray[top]; } //定義查空方法 public boolean isEmpty(){ return (top == -1); } //定義查滿方法 public boolean isFull(){ return (top == maxSize - 1); } } public class App { public static void main(String[] args){ Stack theStack = new Stack(10); theStack.push(20); theStack.push(40); theStack.push(60); theStack.push(80); while(!theStack.isEmpty()) { long value = theStack.pop(); System.out.print(value); System.out.print(" "); } System.out.println(""); } }
隊列(帶nItems)
package sy; class Queue{ //定義隊列長度 private int maxSize; //定義隊列 private long[] queArray; //定義隊首指針 private int front; //定義隊尾指針 private int rear; //定義數據項個數 private int nItems; //定義構造方法 public Queue(int n){ maxSize = n; queArray = new long[maxSize]; front = 0; rear = -1; nItems = 0; } //定義插入方法 public void insert(long n){ //判斷是否循環至隊首 if(rear == maxSize - 1) { rear = -1; } //先自增再賦值 queArray[++rear] = n; nItems++; } //定義刪除方法 public long remove(){ //先賦值在自增 long temp = queArray[front++]; //判斷是否循環至隊首 if(front == maxSize) { front = 0; } nItems--; return temp; } //定義查找首項方法 public long peekFront(){ return queArray[front]; } public boolean isEmpty(){ return (nItems == 0); } public boolean isFull(){ return (nItems == maxSize); } public int size(){ return nItems; } } public class App { public static void main(String[] args){ Queue theQueue = new Queue(5); theQueue.insert(10); theQueue.insert(20); theQueue.insert(30); theQueue.insert(40); theQueue.remove(); theQueue.remove(); theQueue.remove(); theQueue.insert(50); theQueue.insert(60); theQueue.insert(70); theQueue.insert(80); while(!theQueue.isEmpty()) { long n = theQueue.remove(); System.out.print(n); System.out.print(" "); } System.out.print(""); } }
註意：insert()和remove方法中分別遞增和遞減了nItems，當處理大量的插入和移除操作的時候，就會影響性能。
隊列(沒有nItems)
package sy; //import aa.Queue; class Queue{ //定義隊列長度 private int maxSize; //定義隊列 private long[] queArray; //定義隊首指針 private int front; //定義隊尾指針 private int rear; //定義構造方法 public Queue(int n){ //這裏最大值要加一 maxSize = n + 1; queArray = new long[maxSize]; front = 0; rear = -1; } //定義插入方法 public void insert(long n){ //判斷是否循環至隊首 if(rear == maxSize - 1) { rear = -1; } //先自增再賦值 queArray[++rear] = n; } //定義刪除方法 public long remove(){ //先賦值在自增 long temp = queArray[front++]; //判斷是否循環至隊首 if(front == maxSize) { front = 0; } return temp; } //定義查找首項方法 public long peekFront(){ return queArray[front]; } public boolean isEmpty(){ return (rear + 1 == front || (front + maxSize - 1 == rear)); } public boolean isFull(){ return (rear + 2 == front || (front + maxSize - 2 == rear)); } } public class App { public static void main(String[] args){ Queue theQueue = new Queue(5); theQueue.insert(10); theQueue.insert(20); theQueue.insert(30); theQueue.insert(40); theQueue.remove(); theQueue.remove(); theQueue.remove(); theQueue.insert(50); theQueue.insert(60); theQueue.insert(70); theQueue.insert(80); while(!theQueue.isEmpty()) { long n = theQueue.remove(); System.out.print(n); System.out.print(" "); } System.out.print(""); } }
優先級隊列
package aa; import java.io.IOException; //在這個隊列中小的在後，隊列有大到小排列，這裏只能訪問最後一個數據項 class Priority{ private int maxSize; private long[] queArray; private int nItems; public Priority(int s){ maxSize = s; queArray = new long[maxSize]; nItems = 0; } public void insert(long i){ //定義一個臨時變量 int j; //判斷數據項是否為零 if(nItems == 0) { //如果為零插入數據，數據項增加 queArray[nItems++] = i; } else { //數據項從後往前遍歷，註意j>=0 for(j = nItems - 1; j >= 0; j--) { //判斷插入項是否大於遍歷的數據項 if(i > queArray[j]) { //如果大於則從j的數據項開始每一項都後移一位 queArray[j+1] = queArray[j]; } else { break; } } //在for循環中最後一次循環的最後階段執行了j--，所以在這裏加回來，這樣for循環外的j+1相當於for循環內的判斷的j queArray[j + 1] = i; nItems++; } } public long remove(){ return queArray[--nItems]; } public long peekMin(){ return queArray[nItems - 1]; } public boolean isEmpty(){ return (nItems == 0); } public boolean isFull(){ return (nItems == maxSize); } } public class PriorityApp { public static void main(String[] args) throws IOException{ Priority thePri = new Priority(5); thePri.insert(30); thePri.insert(50); thePri.insert(10); thePri.insert(40); thePri.insert(20); while(!thePri.isEmpty()) { long item = thePri.remove(); System.out.print(item + " "); } System.out.println(""); } }
java面向對象的棧 隊列 優先級隊列的比較