双端队列：队列界的瑞士军刀

2024-01-29 12:00:24

双端队列的特性

双端队列的特性主要体现在以下方面：

两端操作： 与传统的队列只允许在队尾进行插入和删除操作不同，双端队列允许在队列的两端（队首和队尾）进行这些操作，这使得它更加灵活和高效。
先进先出（FIFO）和后进先出（LIFO）： 双端队列同时具备栈和队列的特性，它既可以按照先进先出的原则进行操作，也可以按照后进先出的原则进行操作。
多种应用场景： 双端队列的特性使其在各种场景下都有着广泛的应用，例如：
- 浏览器历史记录：双端队列可以用来存储浏览历史记录，用户可以随时前进或后退浏览页面。
- 缓存：双端队列可以用来实现缓存机制，当需要访问数据时，可以优先从缓存中获取，减少对后端服务器的请求。
- 调度算法：双端队列可以用来实现各种调度算法，例如轮询调度算法、先到先服务调度算法等。

实现双端队列

双端队列的实现方式有多种，最常见的一种是基于数组的实现。在这种实现方式中，双端队列使用一个数组来存储元素，并使用两个指针（front和rear）来分别指向队首和队尾。

以下是基于数组的双端队列的伪代码实现：

class Deque:
    def __init__(self, size):
        self.size = size
        self.arr = [None] * size
        self.front = -1
        self.rear = -1

    def is_empty(self):
        return self.front == -1

    def is_full(self):
        return (self.rear + 1) % self.size == self.front

    def insert_front(self, data):
        if self.is_full():
            print("Deque is full")
        else:
            self.front = (self.front - 1) % self.size
            self.arr[self.front] = data

    def insert_rear(self, data):
        if self.is_full():
            print("Deque is full")
        else:
            self.rear = (self.rear + 1) % self.size
            self.arr[self.rear] = data

    def delete_front(self):
        if self.is_empty():
            print("Deque is empty")
        else:
            self.front = (self.front + 1) % self.size

    def delete_rear(self):
        if self.is_empty():
            print("Deque is empty")
        else:
            self.rear = (self.rear - 1) % self.size

    def get_front(self):
        if self.is_empty():
            return None
        else:
            return self.arr[self.front]

    def get_rear(self):
        if self.is_empty():
            return None
        else:
            return self.arr[self.rear]

    def print_deque(self):
        if self.is_empty():
            print("Deque is empty")
        else:
            i = self.front
            while i != self.rear:
                print(self.arr[i], end=" ")
                i = (i + 1) % self.size
            print(self.arr[i])