队列设计 —— 思想广阔，发挥无限

前端

2023-12-18 18:45:16

学了队列用在哪？

队列是一个非常重要的数据结构，在计算机科学中应用广泛。队列的本质是一种先进先出的数据结构，这意味着最早进入队列的数据将最先被移除。这种特性使得队列在许多应用程序中都非常有用。

队列应用举例：

操作系统调度：操作系统使用队列来管理进程和线程。当一个进程或线程需要等待资源时，它会被放入队列中。当资源可用时，队列中的第一个进程或线程将被调度运行。
网络协议：许多网络协议都使用队列来管理数据包。当数据包到达时，它会被放入队列中。当网络链路可用时，队列中的第一个数据包将被发送出去。
消息传递：消息传递系统使用队列来管理消息。当消息到达时，它会被放入队列中。当接收者准备好接收消息时，队列中的第一个消息将被交付给接收者。

学会队列如何用？

队列的实现方式有很多种，最常见的是使用链表和数组。

链表实现队列

链表实现队列的优点是插入和删除操作都非常快，时间复杂度为O(1)。但是，链表实现队列的缺点是空间利用率不高，因为链表中的每个节点都需要存储一个指向下一个节点的指针。

class Node:
  def __init__(self, data):
    self.data = data
    self.next = None

class Queue:
  def __init__(self):
    self.head = None
    self.tail = None

  def enqueue(self, data):
    new_node = Node(data)
    if self.head is None:
      self.head = new_node
      self.tail = new_node
    else:
      self.tail.next = new_node
      self.tail = new_node

  def dequeue(self):
    if self.head is None:
      return None
    else:
      data = self.head.data
      self.head = self.head.next
      if self.head is None:
        self.tail = None
      return data

数组实现队列

数组实现队列的优点是空间利用率高，因为数组中的每个元素都存储一个数据。但是，数组实现队列的缺点是插入和删除操作都需要移动数组中的元素，时间复杂度为O(n)。

class Queue:
  def __init__(self):
    self.items = []

  def enqueue(self, data):
    self.items.append(data)

  def dequeue(self):
    if len(self.items) == 0:
      return None
    else:
      return self.items.pop(0)