数据结构( Pyhon 语言描述 ) — — 第8章：队列
- 队列概览
- 队列是线性的集合
- 队列的插入限制在队尾，删除限制在队头。支持先进先出协议( FIFIO， first-in first-out )
- 两个基本操作
- add：在队尾添加一项
- pop：从队头弹出一项
- 优先集合
- 在优先队列中，具有较高优先级的项，会在那些具有较低优先级的项之前弹出。具有相同优先级的项，则仍然按照 FIFO 的顺序弹出
- 计算机科学中的大多数队列，涉及对共享资源的访问
- CPU访问
- 磁盘访问
- 打印机访问
- 队列接口及其应用
- 队列接口中的方法
- peek 和 pop 方法需要验证队列非空的先验条件，或者会引发异常
- 队列的两个应用
- 模拟
- 确定每天不同时间段，在岗工作的收很员的数目
- 轮询CPU调试
- 示意图
- 可以使用优先队列来优先处理某些事件
- 队列的实现
- 队列的链表实现
- 为了实现对队列两端的快速访问，需要指向两端的外部指针
- add 操作
- 在队尾添加一项，需要修改 rear 指针
- 代码
-
def add(self, newItem):
"""Add new Item to the rear of the queue."""
newNode = Node(newItem, None)
if self.isEmpty():
self._front = newNode
else:
self._rear.next = newNode
self._rear = newNode
self._size += 1
- pop操作，与链表栈的操作基本相同
-
def pop(self):
"""Remove and return the item at the foront of the queue.
Precondition: the queue is not empty."""
#Check precondition here
oldItem = self._front.data
self._front = self._front.next
if self._front is None:
self._rear = None
self._size -= 1
return oldItem
- 整体代码
- 队列的数组实现
- 使用 front 和 rear 两个索引来指示队列的开始和结束位置
- 调整数组大小时，最好让数组占据最初的数组段
- 两种实现的时间和空间复杂度分析
- __str__，__add__ 和 __eq__方法的运行时间是 O(n)，其他方法的最大运行时间为O(1)。但是数组实现，在需要调整数组大小时，其运行时间为O(n)
- 当数组实现的填充因子大于 1/2 时，其空间利用率要比链表实现高
- 整体代码
- 优先队列
- 较小的整数是优先级较高的项
- 当一个对象本身是不可比较时，可以使用另一个可比较对象的优先级来包装它
- Comparable 类代码
- 优先队列类
- 只需要修改队列类的 add 方法即可
- LinkedPriorityQueue 类代码
- 案例：模拟超市排队结账
- 输入与输出
- 类及其作用
- 系统整体设计图
- 案例：急诊室病人调度
- 相关命令
- 相关的类
