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This commit is contained in:
@@ -258,6 +258,12 @@ comments: true
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=== "Dart"
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```dart title="queue.dart"
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## 5.2.2. 队列实现
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为了实现队列,我们需要一种数据结构,可以在一端添加元素,并在另一端删除元素。因此,链表和数组都可以用来实现队列。
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@@ -993,6 +999,76 @@ comments: true
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}
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```
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=== "Dart"
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```dart title="linkedlist_queue.dart"
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/* 基于链表实现的队列 */
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class LinkedListQueue {
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ListNode? _front; // 头节点 _front
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ListNode? _rear; // 尾节点 _rear
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int _queSize = 0; // 队列长度
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LinkedListQueue() {
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_front = null;
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_rear = null;
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}
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/* 获取队列的长度 */
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int size() {
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return _queSize;
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}
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/* 判断队列是否为空 */
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bool isEmpty() {
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return _queSize == 0;
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}
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/* 入队 */
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void push(int num) {
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// 尾节点后添加 num
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final node = ListNode(num);
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// 如果队列为空,则令头、尾节点都指向该节点
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if (_front == null) {
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_front = node;
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_rear = node;
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} else {
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// 如果队列不为空,则将该节点添加到尾节点后
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_rear!.next = node;
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_rear = node;
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}
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_queSize++;
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}
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/* 出队 */
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int pop() {
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final int num = peek();
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// 删除头节点
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_front = _front!.next;
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_queSize--;
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return num;
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}
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/* 访问队首元素 */
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int peek() {
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if (_queSize == 0) {
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throw Exception('队列为空');
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}
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return _front!.val;
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}
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/* 将链表转化为 Array 并返回 */
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List<int> toArray() {
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ListNode? node = _front;
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final List<int> queue = [];
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while (node != null) {
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queue.add(node.val);
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node = node.next;
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}
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return queue;
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}
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}
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### 基于数组的实现
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由于数组删除首元素的时间复杂度为 $O(n)$ ,这会导致出队操作效率较低。然而,我们可以采用以下巧妙方法来避免这个问题。
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@@ -1759,6 +1835,77 @@ comments: true
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}
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=== "Dart"
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```dart title="array_queue.dart"
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/* 基于环形数组实现的队列 */
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class ArrayQueue {
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late List<int> _nums; // 用于储存队列元素的数组
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late int _front; // 队首指针,指向队首元素
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late int _queSize; // 队列长度
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ArrayQueue(int capacity) {
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_nums = List.filled(capacity, 0);
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_front = _queSize = 0;
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}
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/* 获取队列的容量 */
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int capaCity() {
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return _nums.length;
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}
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/* 获取队列的长度 */
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int size() {
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return _queSize;
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}
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/* 判断队列是否为空 */
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bool isEmpty() {
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return _queSize == 0;
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}
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/* 入队 */
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void push(int num) {
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if (_queSize == capaCity()) {
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throw Exception("队列已满");
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}
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// 计算尾指针,指向队尾索引 + 1
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// 通过取余操作,实现 rear 越过数组尾部后回到头部
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int rear = (_front + _queSize) % capaCity();
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// 将 num 添加至队尾
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_nums[rear] = num;
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_queSize++;
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}
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/* 出队 */
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int pop() {
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int num = peek();
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// 队首指针向后移动一位,若越过尾部则返回到数组头部
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_front = (_front + 1) % capaCity();
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_queSize--;
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return num;
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}
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/* 访问队首元素 */
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int peek() {
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if (isEmpty()) {
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throw Exception("队列为空");
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}
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return _nums[_front];
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}
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/* 返回 Array */
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List<int> toArray() {
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// 仅转换有效长度范围内的列表元素
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final List<int> res = List.filled(_queSize, 0);
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for (int i = 0, j = _front; i < _queSize; i++, j++) {
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res[i] = _nums[j % capaCity()];
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}
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return res;
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}
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}
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以上实现的队列仍然具有局限性,即其长度不可变。然而,这个问题不难解决,我们可以将数组替换为动态数组,从而引入扩容机制。有兴趣的同学可以尝试自行实现。
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两种实现的对比结论与栈一致,在此不再赘述。
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