데이터 구조 - 3 - 대기 열

대열
1. 개념
대기 열 은 FIFO (first - in - first - out) 의 집합 데이터 구 조 를 따 르 는 것 입 니 다. 즉, 대기 열 에 가장 먼저 놓 인 요소 이자 가장 먼저 얻 은 것 입 니 다.
그것 의 밑바닥 은 수조 로 이 루어 질 수도 있 고 체인 시계 로 이 루어 질 수도 있다.이 는 두 개의 지침 이 있 는데 각각 머리 노드 와 꼬리 노드 를 가리 키 고 요 소 를 추가 할 때 꼬리 노드 를 뒤로 이동 하 며 요 소 를 제거 할 때 머리 노드 를 뒤로 이동 합 니 다.
2. 상용 방법

put 요 소 를 대기 열 에 추가 합 니 다

take 대기 열의 첫 번 째 요소 (뒤로 이동 헤드 노드)

peek 추출 대기 열의 첫 번 째 요소 (헤드 노드 이동 하지 않 음)

3. 예시
1) 배열 대기 열

class ArrayQueue<T> {
    private final int length;
    private Object[] array;
    private int head; //                 
    private int tail; //                 

    public ArrayQueue(int length) {
        this.length = length;
        this.array = new Object[this.length];
        this.head = -1;
        this.tail = -1;
    }

    public void put(T element) {
        if (isFull()) {
            return;
        }

        this.tail++;
        array[tail] = element;
    }

    public T take() {
        if (isEmpty()) {
            return null;
        }

        this.head++;
        @SuppressWarnings("unchecked")
        T element = (T)array[head];
        if (head == tail) {
            head = -1;
            tail = -1;
        }
        return element;
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public T peek() {
        if (isEmpty()) {
            return null;
        }
        return (T)array[head + 1];
    }

    public int size() {
        return tail - head;
    }

    @Override
    public String toString() {
        if (isEmpty()) {
            return "[]";
        }

        StringBuilder sBuilder = new StringBuilder("[");
        for (int i = head + 1, size = i + size(); i < size; i++) {
            sBuilder.append(array[i]);
            if (i != size - 1) {
                sBuilder.append(", ");
            } else {
                sBuilder.append("]");
            }
        }
        return sBuilder.toString();
    }

    public boolean isFull() {
        return tail == length - 1;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return -1 == head && head == tail;
    }

}

2) 링크 대기 열

class LinkedQueue<T> {
    private final int length;
    private Node<T> head; //               
    private Node<T> tail; //            
    private int size;

    public LinkedQueue(int length) {
        this.length = length;
        this.head = null;
        this.tail = null;
        this.size = 0;
    }

    public void put(T element) {
        if (isFull()) {
            return;
        }

        Node<T> add = new Node<T>(element);
        if (null == head) {
            this.head = add;
        }
        if (null != tail) {
            tail.next = add;
        }
        this.tail = add;
        this.size++;
    }

    public T take() {
        if (isEmpty()) {
            return null;
        }

        T element = head.element;
        if (head == tail) { //       ，        
            this.tail = null;
        }
        this.head = head.next;
        this.size--;
        return element;
    }

    public T peek() {
        if (isEmpty()) {
            return null;
        }
        return head.element;
    }

    public int size() {
        return size;
    }

    @Override
    public String toString() {
        if (isEmpty()) {
            return "[]";
        }

        StringBuilder sBuilder = new StringBuilder("[");
        Node<T> node = this.head;
        while (true) {
            sBuilder.append(node.element);
            if (null == node.next) {
                break;
            }
            sBuilder.append(", ");
            node = node.next;
        }
        sBuilder.append("]");
        return sBuilder.toString();
    }

    public boolean isFull() {
        return size == length;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return 0 == size;
    }

    private static class Node<T> {
        private final T element;
        private Node<T> next;

        private Node(T element) {
            this.element = element;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return (null != element) ? element.toString() : "null";
        }
    }

}

3) 순환 대기 열

class CircleQueue<T> {
    private final int length;
    private Object[] array;
    private int head; //     
    private int tail; //     

    public CircleQueue(int length) {
        this.length = length + 1; //       ，            。          
        this.array = new Object[this.length];
        this.head = 0;
        this.tail = 0;
    }

    public void put(T element) {
        if (isFull()) {
            return;
        }

        array[tail] = element;
        tail = (tail + 1) % length;
    }

    public T take() {
        if (isEmpty()) {
            return null;
        }

        @SuppressWarnings("unchecked")
        T element = (T)array[head];
        head = (head + 1) % length;
        return element;
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public T peek() {
        if (isEmpty()) {
            return null;
        }

        return (T)array[head];
    }

    public int size() {
        return (tail + length - head) % length;
    }

    public boolean isFull() {
        return (tail + 1) % length == head;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return head == tail;
    }

    @Override
    public String toString() {
        if (isEmpty()) {
            return "[]";
        }

        StringBuilder sBuilder = new StringBuilder("[");
        for (int i = head, size = i + size(); i < size; i++) {
            sBuilder.append(array[i % length]);
            if (i != size - 1) {
                sBuilder.append(',').append(' ');
            }
        }
        sBuilder.append(']');
        return sBuilder.toString();
    }

}