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資料結構 - 基於連結串列的佇列

基於連結串列的佇列

  當我們基於連結串列實現佇列時,需要從一端加元素,另一端取出元素,就需要引入一個新的變數tail指向連結串列的尾部,此時,向尾部進行新增操作時間複雜度會變為O(1),然而刪除操作還是需要從head向後遍歷,所以此時選擇連結串列尾為隊尾,連結串列頭為隊首。

  

  基於連結串列的實現的原始碼如下:

package queue;

import linkedList.LinkedList;

public class LinkedListQueue<E> implements Queue<E> {
    
    private class Node<E>{
        E e;
        Node<E> next;
        
        public Node(E e,Node next){
            this.e = e;
            this.next = next;
        }
        
        public Node(E e){
            this(e, null);
        }
        
        public Node(){
            this(null, null);
        }
        
        @Override
        public String toString() {
            return e.toString();
        }
    }
    
    private Node<E> dummyHead;        //虛擬頭結點
    private Node<E> tail;            //指向連結串列尾節點的索引
    private int size;            //連結串列中元素的個數
    
    public LinkedListQueue(){
        dummyHead = new Node<>();
        tail = dummyHead;
        size = 0;
    }
    
    @Override
    public int getSize() {
        return size;
    }
    
    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }
    
    @Override
    public void enqueue(E e) {
        
        tail.next = new Node<E>(e);
        tail = tail.next;
        size++;
    }
    
    @Override
    public E dequeue() {
        if (isEmpty()) {
            throw new IllegalArgumentException("Dequeue failed.Dequeue is empty.");
        }
        
        Node<E> retNode = dummyHead.next;
        dummyHead.next = retNode.next;
        retNode.next = null;
        
        if (dummyHead.next == null) {
            tail = dummyHead;
        }
        size--;
        
        return retNode.e;
    }
    
    @Override
    public E getFront() {
        if (isEmpty()) {
            throw new IllegalArgumentException("GetFront failed.Queue is Empty.");
        }
        
        
        return dummyHead.next.e;
    }
    
    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        Node<E> cur = dummyHead.next;
        
        res.append("Queue: front ");
        while (cur != null) {
            res.append(cur + "->");
            cur = cur.next;
        }
        res.append("NULL ");
        res.append("tail");
        return res.toString();
    }
}    

基於連結串列佇列的時間複雜度的分析:

  *void enqueue(E e) : O(1)

  *E dequeue()  : O(1)

  *E getFront() : O(1)

  *E getSize() : O(1)

  *boolean isEmpty() : O(1)