算法系列15天速成——第九天 队列

可能大家都知道，线性表的变种非常非常多，比如今天讲的“队列”，灰常有意思啊。

一：概念

队列是一个”先进先出“的线性表，牛X的名字就是“First in First Out(FIFO)”，

生活中有很多这样的场景，比如读书的时候去食堂打饭时的”排队“。当然我们拒绝插队。

二：存储结构

前几天也说过，线性表有两种”存储结构“，① 顺序存储,②链式存储。当然“队列”也脱离

不了这两种服务，这里我就分享一下“顺序存储”。

顺序存储时，我们会维护一个叫做”head头指针“和”tail尾指针“，分别指向队列的开头和结尾。

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using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace SeqQueue
{
public class Program
{
static void Main(string[] args)
{
SeqQueue<Student> seqQueue = new SeqQueue<Student>();

SeqQueueClass queueManage = new SeqQueueClass();

Console.WriteLine("目前队列是否为空：" + queueManage.SeqQueueIsEmpty(seqQueue) + "\n");

Console.WriteLine("将ID=1，2，3的实体加入队列\n");
queueManage.SeqQueueIn(seqQueue, new Student() { ID = 1, Name = "hxc520", Age = 23 });
queueManage.SeqQueueIn(seqQueue, new Student() { ID = 2, Name = "一线码农", Age = 23 });
queueManage.SeqQueueIn(seqQueue, new Student() { ID = 3, Name = "51cto", Age = 23 });

Console.WriteLine("\n当前队列个数：" + queueManage.SeqQueueLen(seqQueue) + "");

Console.WriteLine("\n*********************************************\n");

Console.WriteLine("我要出队了\n");
queueManage.SeqQueueOut(seqQueue);

Console.WriteLine("哈哈，看看跟顺序队列异样之处，我再入队，看是否溢出\n");
queueManage.SeqQueueIn(seqQueue, new Student() { ID = 4, Name = "博客园", Age = 23 });
Console.WriteLine("\n....一切正常，入队成功");

Console.WriteLine("\n当前队列个数：" + queueManage.SeqQueueLen(seqQueue) + "");

Console.Read();
}
}

#region 学生数据实体
/// <summary>
/// 学生数据实体
/// </summary>
public class Student
{
public int ID { get; set; }

public string Name { get; set; }

public int Age { get; set; }
}
#endregion

#region 队列的数据结构
/// <summary>
/// 队列的数据结构
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
public class SeqQueue<T>
{
private const int maxSize = 3;

public int MaxSize
{
get { return maxSize; }
}

/// <summary>
/// 顺序队列的存储长度
/// </summary>
public T[] data = new T[maxSize];

//头指针
public int head;

//尾指针
public int tail;

//队列中有效的数字个数
public int size;
}
#endregion

#region 队列的基本操作
/// <summary>
/// 队列的基本操作
/// </summary>
public class SeqQueueClass
{
#region 队列的初始化操作
/// <summary>
/// 队列的初始化操作
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
public SeqQueue<T> SeqQueueInit<T>(SeqQueue<T> seqQueue)
{
seqQueue.size = seqQueue.head = seqQueue.tail = 0;

return seqQueue;
}
#endregion

#region 队列是否为空
/// <summary>
/// 队列是否为空
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <returns></returns>
public bool SeqQueueIsEmpty<T>(SeqQueue<T> seqQueue)
{
//如果两指针重合，说明队列已经清空
if (seqQueue.size == 0)
return true;
return false;
}
#endregion

#region 队列是否已满
/// <summary>
/// 队列是否已满
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <returns></returns>
public bool SeqQueueIsFull<T>(SeqQueue<T> seqQueue)
{
//采用循环队列后，头指针
if (seqQueue.size == seqQueue.MaxSize)
return true;
return false;
}
#endregion

#region 队列元素入队
/// <summary>
/// 队列元素入队
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <param name="data"></param>
/// <returns></returns>
public SeqQueue<T> SeqQueueIn<T>(SeqQueue<T> seqQueue, T data)
{
//如果队列已满，则不能进行入队操作
if (SeqQueueIsFull(seqQueue))
throw new Exception("队列已满，还入啥队列啊！");

//采用循环队列,必须先赋值，在自增tail指针
seqQueue.data[seqQueue.tail] = data;
seqQueue.tail = (seqQueue.tail + 1) % seqQueue.MaxSize;

//队列实际元素增加
seqQueue.size++;

return seqQueue;
}
#endregion

#region 队列元素出队
/// <summary>
/// 队列元素出队
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <returns></returns>
public T SeqQueueOut<T>(SeqQueue<T> seqQueue)
{
if (SeqQueueIsEmpty(seqQueue))
throw new Exception("队列已空，大哥，不要在出队了！");

//循环队列出队，展现的是head的灵活性
seqQueue.head = (seqQueue.head + 1) % seqQueue.MaxSize;

//队列实际元素递减
seqQueue.size--;

return seqQueue.data[seqQueue.head];
}
#endregion

#region 获取队头元素
/// <summary>
/// 获取队头元素
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <returns></returns>
public T SeqQueuePeek<T>(SeqQueue<T> seqQueue)
{
if (SeqQueueIsEmpty(seqQueue))
throw new Exception("队列已空，不能进行出队操作");

return seqQueue.data[seqQueue.head];
}
#endregion

#region 获取队列长度
/// <summary>
/// 获取队列长度
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="seqQueue"></param>
/// <returns></returns>
public int SeqQueueLen<T>(SeqQueue<T> seqQueue)
{
return seqQueue.size;
}
#endregion
}
#endregion
}