数据结构之——Python实现循环队列

2023-01-31 02:01:17 队列循环数据结构

栈是先入后出，与之相反的是队列，队列是先进先出的线性结构。队列是只允许在一端进行插入操作，而在另一端进行删除操作的线性表。允许插入的一端称为队尾，允许删除的一端称为队头。
这里写图片描述

图1 队列的定义
队列的存储结构中使用的最多的是循环队列。循环队列包括两个指针， front 指针指向队头元素， rear 指针指向队尾元素的下一个位置。
队列为空的判断条件是：
front == rear

队列满的判断条件是：

(rear+1)%maxsize == front

队列长度的计算公式：

(rear-front+maxsize)%maxsize

具体的python实现代码如下：

class SqQueue(object):
    def __init__(self, maxsize):
        self.queue = [None] * maxsize
        self.maxsize = maxsize
        self.front = 0
        self.rear = 0

    # 返回当前队列的长度
    def QueueLength(self):
        return (self.rear - self.front + self.maxsize) % self.maxsize

    # 如果队列未满，则在队尾插入元素，时间复杂度O(1)
    def EnQueue(self, data):
        if (self.rear + 1) % self.maxsize == self.front:
            print("The queue is full!")
        else:
            self.queue[self.rear] = data
           # self.queue.insert(self.rear,data)
            self.rear = (self.rear + 1) % self.maxsize

    # 如果队列不为空，则删除队头的元素,时间复杂度O(1)
    def DeQueue(self):
        if self.rear == self.front:
            print("The queue is empty!")
        else:
            data = self.queue[self.front]
            self.queue[self.front] = None
            self.front = (self.front + 1) % self.maxsize
            return data

    # 输出队列中的元素
    def ShowQueue(self):
        for i in range(self.maxsize):
            print(self.queue[i],end=',')
        print(' ')
# 测试程序
if __name__ == "__main__":
    # 建立大小为15的循环队列
    q = SqQueue(15)
    # 0~9入队列
    for i in range(10):
        q.EnQueue(i)
    q.ShowQueue()
    # 删除队头的5个元素：0~4
    for i in range(5):
        q.DeQueue()
    q.ShowQueue()
    # 从队尾增加8个元素：0~7
    for i in range(8):
        q.EnQueue(i)
    q.ShowQueue()

程序输出的结果为：

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,None,None,None,None,None,
None,None,None,None,None,5,6,7,8,9,None,None,None,None,None,
5,6,7,None,None,5,6,7,8,9,0,1,2,3,4,

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