C#教程

关注公众号 jb51net

关闭
首页 > 软件编程 > C#教程 > C# 双端队列

C#实现双端队列的示例代码

作者：神仙别闹

双端队列是一种可以在两端扩展或收缩的序列化容器,本文主要介绍了C#实现双端队列的示例代码,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下

话说有很多数据结构都在玩组合拳，比如说：块状链表，块状数组，当然还有本篇的双端队列，是的，它就是栈和队列的组合体。

一、概念

我们知道普通队列是限制级的一端进，另一端出的 FIFO 形式，栈是一端进出的 LIFO 形式，而双端队列就没有这样的限制，也就是我们可以在队列两端进行插入或者删除操作。

二、编码

2.1、定义结构体

通常情况下，队列的内部都是采用数组来实现，而且带有两个指针 head 和 tail 来指向数组的区间段，为了充分利用数组空间，我们也会用 % 来实现逻辑上的循环数组，如下图。

image.png

 public class MyQueue
 {
     public int head;

     public int tail;

     public int maxSize;

     public int size;

     public T[] list;

     public MyQueue()
     {
         head = tail = size = 0;
         maxSize = 3;
         list = new T[maxSize];
     }
 }

这里有一个注意的细节就是“size 字段“，它是为了方便统计队列是否为满或者队列是否为空。

2.2、队尾入队

刚才也说了，双端队列是可以在队列的两端进行插入和删除的，要注意的是我们用 head 和 tail 指针的时候，tail 指针是指向元素的下一个位置，
而 head 指针是指向当前元素，所以我们可以从 tail 端 push 数据的时候只要”顺时针“下移一个位置即可。

 /// <summary>
 /// 队尾入队
 /// </summary>
 /// <param name="t"></param>
 /// <returns></returns>
 public bool Push_Tail(T t)
 {
     //判断队列是否已满
     if (myQueue.size == myQueue.list.Length)
         return false;

     myQueue.list[myQueue.tail] = t;

     //顺时针旋转
     myQueue.tail = (myQueue.tail + 1) % myQueue.maxSize;

     myQueue.size++;

     return true;
 }

2.3、队尾出队

和队尾入队一样，我们只要将 tail 指针”逆时针“下移一个位置，当然有一个细节需要注意，就是 tail 指针有存在负值的情况，毕竟我们是做”–操作“的，所以需要 tail+maxSize，即：

myQueue.tail = (--myQueue.tail + myQueue.maxSize) % myQueue.maxSize;

 /// <summary>
 /// 队尾出队
 /// </summary>
 /// <param name="edges"></param>
 /// <param name="t"></param>
 public T Pop_Tail()
 {
     //判断队列是否已空
     if (myQueue.size == 0)
         return default(T);

     //逆时针旋转(防止负数)
     myQueue.tail = (--myQueue.tail + myQueue.maxSize) % myQueue.maxSize;

     var temp = myQueue.list[myQueue.tail];

     //赋予空值
     myQueue.list[myQueue.tail] = default(T);

     myQueue.size--;

     return temp;
 }

2.4、队首入队

从 head 端来说，我们 push 数据的时候是 head 指针“逆时针”旋转，要注意的是同样要防止负数的产生，并且 head 指针是指向当前元素。

 /// <summary>
 /// 队首入队
 /// </summary>
 /// <param name="t"></param>
 /// <returns></returns>
 public bool Push_Head(T t)
 {
     //判断队列是否已满
     if (myQueue.size == myQueue.list.Length)
         return false;

     //逆时针旋转(防止负数产生)
     myQueue.head = (--myQueue.head + myQueue.maxSize) % myQueue.maxSize;

     //赋予元素
     myQueue.list[myQueue.head] = t;

     myQueue.size++;

     return true;
 }

2.5、队首出队

说到这个方法，我想大家应该都懂了双端队列的大概流程了，这个方法我也不用赘叙了。

 /// <summary>
 /// 队首出队
 /// </summary>
 /// <param name="edges"></param>
 /// <param name="t"></param>
 public T Pop_Head()
 {
     //判断队列是否已空
     if (myQueue.size == 0)
         return default(T);

     //获取队首元素
     var temp = myQueue.list[myQueue.head];

     //原来单位的值赋默认值
     myQueue.list[myQueue.head] = default(T);

     //顺时针旋转
     myQueue.head = (myQueue.head + 1) % myQueue.maxSize;

     myQueue.size--;

     return temp;
 }

从上面的四个方法可以看出：
当我们只使用 Push_Tail 和 Pop_Tail 的话，那它就是栈。
当我们只使用 Push_Tail 和 Pop_Head 的话，那它就是队列。
最后是全部代码：

 using System.Net;
 using System;
 using System.IO;
 using System.Collections.Generic;
 using System.Text;
 using System.Drawing;
 using System.Drawing.Imaging;
 
 class Program
 {
     static void Main(string[] args)
     {
         DoubleQueue<int> queue = new DoubleQueue<int>();
 
         queue.Push_Tail(10);
         queue.Push_Tail(20);
         queue.Push_Tail(30);
 
         queue.Pop_Tail();
         queue.Pop_Tail();
         queue.Pop_Tail();
 
         queue.Push_Tail(10);
         queue.Push_Head(20);
         queue.Push_Head(30);
         queue.Push_Head(30);
 
         queue.Pop_Tail();
         queue.Pop_Tail();
         queue.Pop_Head();
 
         queue.Push_Head(40);
         queue.Push_Tail(50);
         queue.Push_Tail(60);
     }
 }
 
 /// <summary>
 /// 双端队列
 /// </summary>
 public class DoubleQueue<T>
 {
     public class MyQueue
     {
         public int head;
 
         public int tail;
 
         public int maxSize;
 
         public int size;
 
         public T[] list;
 
         public MyQueue()
         {
             head = tail = size = 0;
             maxSize = 3;
             list = new T[maxSize];
         }
     }
 
     MyQueue myQueue = new MyQueue();
 
     /// <summary>
     /// 队尾入队
     /// </summary>
     /// <param name="t"></param>
     /// <returns></returns>
     public bool Push_Tail(T t)
     {
         //判断队列是否已满
         if (myQueue.size == myQueue.list.Length)
             return false;
 
         myQueue.list[myQueue.tail] = t;
 
         //顺时针旋转
         myQueue.tail = (myQueue.tail + 1) % myQueue.maxSize;
 
         myQueue.size++;
 
         return true;
     }
 
     /// <summary>
     /// 队尾出队
     /// </summary>
     /// <param name="edges"></param>
     /// <param name="t"></param>
     public T Pop_Tail()
     {
         //判断队列是否已空
         if (myQueue.size == 0)
             return default(T);
 
         //逆时针旋转(防止负数)
         myQueue.tail = (--myQueue.tail + myQueue.maxSize) % myQueue.maxSize;
 
         var temp = myQueue.list[myQueue.tail];
 
         //赋予空值
         myQueue.list[myQueue.tail] = default(T);
 
         myQueue.size--;
 
         return temp;
     }
 
     /// <summary>
     /// 队首入队
     /// </summary>
     /// <param name="t"></param>
     /// <returns></returns>
     public bool Push_Head(T t)
     {
         //判断队列是否已满
         if (myQueue.size == myQueue.list.Length)
             return false;
 
         //逆时针旋转(防止负数产生)
         myQueue.head = (--myQueue.head + myQueue.maxSize) % myQueue.maxSize;
 
         //赋予元素
         myQueue.list[myQueue.head] = t;
 
         myQueue.size++;
 
         return true;
     }
 
     /// <summary>
     /// 队首出队
     /// </summary>
     /// <param name="edges"></param>
     /// <param name="t"></param>
     public T Pop_Head()
     {
         //判断队列是否已空
         if (myQueue.size == 0)
             return default(T);
 
         //获取队首元素
         var temp = myQueue.list[myQueue.head];
 
         //原来单位的值赋默认值
         myQueue.list[myQueue.head] = default(T);
 
         //顺时针旋转
         myQueue.head = (myQueue.head + 1) % myQueue.maxSize;
 
         myQueue.size--;
 
         return temp;
     }
 }

到此这篇关于C#实现双端队列的示例代码的文章就介绍到这了,更多相关C# 双端队列内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！ 

您可能感兴趣的文章:
阅读全文