数据结构( Pyhon 语言描述 ) — — 第8章：队列

• 队列概览
• 队列是线性的集合
• 队列的插入限制在队尾，删除限制在队头。支持先进先出协议( FIFIO， first-in first-out )
• 两个基本操作
• add：在队尾添加一项
• pop：从队头弹出一项
• 优先集合
• 在优先队列中，具有较高优先级的项，会在那些具有较低优先级的项之前弹出。具有相同优先级的项，则仍然按照 FIFO 的顺序弹出
• 计算机科学中的大多数队列，涉及对共享资源的访问
• CPU访问
• 磁盘访问
• 打印机访问
• 队列接口及其应用
• 队列接口中的方法
• 
• peek 和 pop 方法需要验证队列非空的先验条件，或者会引发异常
• 队列的两个应用
• 模拟
• 确定每天不同时间段，在岗工作的收很员的数目
• 轮询CPU调试
• 示意图
• 
• 可以使用优先队列来优先处理某些事件
• 队列的实现
• 队列的链表实现
• 为了实现对队列两端的快速访问，需要指向两端的外部指针
• 
• add 操作
• 在队尾添加一项，需要修改 rear 指针
• 
• 代码

• def add(self, newItem):

  """Add new Item to the rear of the queue."""

  newNode = Node(newItem, None)

  if self.isEmpty():

  self._front = newNode

  else:

  self._rear.next = newNode

  self._rear = newNode

• pop操作，与链表栈的操作基本相同

• def pop(self):

  """Remove and return the item at the foront of the queue.

  Precondition: the queue is not empty."""

  #Check precondition here

  oldItem = self._front.data

  self._front = self._front.next

  if self._front is None:

  self._rear = None

  return oldItem

• 整体代码
• 队列的数组实现
• 使用 front 和 rear 两个索引来指示队列的开始和结束位置
• 
• 调整数组大小时，最好让数组占据最初的数组段
• 两种实现的时间和空间复杂度分析
• __str__，__add__ 和 __eq__方法的运行时间是 O(n)，其他方法的最大运行时间为O(1)。但是数组实现，在需要调整数组大小时，其运行时间为O(n)
• 当数组实现的填充因子大于 1/2 时，其空间利用率要比链表实现高
• 整体代码
• 优先队列
• 较小的整数是优先级较高的项
• 当一个对象本身是不可比较时，可以使用另一个可比较对象的优先级来包装它
• Comparable 类代码
• 优先队列类
• 只需要修改队列类的 add 方法即可
• LinkedPriorityQueue 类代码
• 案例：模拟超市排队结账
• 输入与输出
• 类及其作用
• 
• 系统整体设计图
• 
• 案例：急诊室病人调度
• 相关命令
• 
• 相关的类
•