필기 데이터 구조 - 동적 배열 기반 순환 대기 열

1. 순환 대기 열
동적 배열 을 기반 으로 하 는 대기 열 에서 우 리 는 팀 의 첫 번 째 요 소 를 옮 길 때 시간 복잡 도 는 O (n) 인 것 을 발견 했다. 이 문 제 를 해결 하기 위해 우 리 는 순환 대기 열 을 이 끌 었 다.
실현 원리: 더 블 포인터, 하나의 포인터 가 팀 의 첫 번 째 요 소 를 가리 키 는 것 을 유지 합 니 다. 팀 의 첫 번 째 요 소 를 옮 길 때 배열 을 바탕 으로 이 루어 진 대기 열 에 있 는 요 소 는 모두 한 위 치 를 앞으로 이동 하지 않 고 다음 요 소 를 가리 키 기만 하면 됩 니 다.
2. 동적 배열 을 바탕 으로 하 는 순환 대기 행렬 과 복잡 도 분석 (동적 배열 을 바탕 으로 하 는 일반 대기 행렬 과 비교) 을 수 동 으로 실현 합 니 다.

package com.tc.javabase.datastructure.array.queue;

import com.tc.javabase.datastructure.queue.Queue;

/**
 * @Classname LoopQueue
 * @Description            
 *
 *                            
 *                 front = tail ，  size == 0       
 *
 *        ：
 *    ：O(1)
 *    ：O(1)
 *        :O(1)
 *
 *     ：              ， 10w           
 *                   ：9s
 *          ：0.06
 *
 *                            
 *
 * @Date 2020/7/17 09:39
 * @Created by zhangtianci
 */
public class LoopQueue implements Queue {
    private E[] data;
    private int size;
    private int front;  //         
    private int tail;    //             

    /**
     *         8
     */
    public LoopQueue() {
        this.data = (E[])new Object[8];
        size = 0;
        front = 0;
        tail = 0;
    }

    /**
     * @param capacity         
     */
    public LoopQueue(int capacity){
        this.data = (E[])new Object[capacity];
        size = 0;
        front = 0;
        tail = 0;
    }

    @Override
    public int getSize() {
        return size;
    }

    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0 ? true : false;
    }

    /**
     *     
     *
     *          ：O(1)
     *           ，  n+1   ，  2n+1   ，         2   ，
     *            O(1)
     * @param e
     */
    @Override
    public void enqueue(E e) {
        //      
        //1。          
        if (size == data.length){
            resize(data.length * 2);
        }

        data[tail] = e;
        tail = (tail + 1) % data.length;
        size++;
    }

    /**
     *    /  
     * @param capacity
     */
    private void resize(int capacity){
        E[] newdata = (E[])new Object[capacity];
        for (int i = 0;i < size;i++){
            newdata[i] = data[(front + i) % data.length];
        }

        data = newdata;
        front = 0;
        tail = size;
    }

    /**
     *   
     *        ：O(1)
     *
     * @return
     */
    @Override
    public E dequeue() {
        //      
        //         
        if (isEmpty()){
            throw new IllegalArgumentException("         ！");
        }

        E e = data[front];
        data[front] = null;
        front = (front + 1) % data.length;
        size--;

        //  
        if (size == data.length / 4 && data.length / 2 != 0){
            resize(data.length / 2);
        }

        return e;
    }

    /**
     *       
     *
     *        ：O(1)
     * @return
     */
    @Override
    public E getFront() {
        return data[front];
    }

    @Override
    public String toString() {

        StringBuilder res = new StringBuilder();
        res.append(String.format("Queue: size = %d , capacity = %d
", size,data.length));
        res.append("front = " + front + " [");

        for (int i = 0;i < size;i++){
            res.append(data[(front + i) % data.length]);
            if ((front + i + 1) % data.length != tail){
                res.append(", ");
            }
        }
        res.append("] " +  "tail=" + tail);
        return res.toString();
    }

    public static void main(String[] args) {

        LoopQueue queue = new LoopQueue<>();
        for(int i = 0 ; i < 100 ; i ++){
            queue.enqueue(i);
            System.out.println(queue);

            if(i % 3 == 2){
                queue.dequeue();
                System.out.println(queue);
            }
        }
    }
}