mirror of
https://github.com/krahets/hello-algo.git
synced 2024-12-26 01:26:28 +08:00
223 lines
5.7 KiB
Markdown
223 lines
5.7 KiB
Markdown
---
|
||
comments: true
|
||
---
|
||
|
||
# 双向队列
|
||
|
||
对于队列，我们只能在头部删除或在尾部添加元素，而「双向队列 Deque」更加灵活，在其头部和尾部都能执行元素添加或删除操作。
|
||
|
||
|
||
|
||
<p align="center"> Fig. 双向队列的操作 </p>
|
||
|
||
## 双向队列常用操作
|
||
|
||
双向队列的常用操作见下表（方法命名以 Java 为例）。
|
||
|
||
<p align="center"> Table. 双向队列的常用操作 </p>
|
||
|
||
<div class="center-table" markdown>
|
||
|
||
| 方法 | 描述 | 时间复杂度 |
|
||
| ------------ | ---------------- | ---------- |
|
||
| offerFirst() | 将元素添加至队首 | $O(1)$ |
|
||
| offerLast() | 将元素添加至队尾 | $O(1)$ |
|
||
| pollFirst() | 删除队首元素 | $O(1)$ |
|
||
| pollLast() | 删除队尾元素 | $O(1)$ |
|
||
| peekFirst() | 访问队首元素 | $O(1)$ |
|
||
| peekLast() | 访问队尾元素 | $O(1)$ |
|
||
| size() | 获取队列的长度 | $O(1)$ |
|
||
| isEmpty() | 判断队列是否为空 | $O(1)$ |
|
||
|
||
</div>
|
||
|
||
相同地，我们可以直接使用编程语言实现好的双向队列类。
|
||
|
||
=== "Java"
|
||
|
||
```java title="deque.java"
|
||
/* 初始化双向队列 */
|
||
Deque<Integer> deque = new LinkedList<>();
|
||
|
||
/* 元素入队 */
|
||
deque.offerLast(2); // 添加至队尾
|
||
deque.offerLast(5);
|
||
deque.offerLast(4);
|
||
deque.offerFirst(3); // 添加至队首
|
||
deque.offerFirst(1);
|
||
|
||
/* 访问元素 */
|
||
int peekFirst = deque.peekFirst(); // 队首元素
|
||
int peekLast = deque.peekLast(); // 队尾元素
|
||
|
||
/* 元素出队 */
|
||
int pollFirst = deque.pollFirst(); // 队首元素出队
|
||
int pollLast = deque.pollLast(); // 队尾元素出队
|
||
|
||
/* 获取双向队列的长度 */
|
||
int size = deque.size();
|
||
|
||
/* 判断双向队列是否为空 */
|
||
boolean isEmpty = deque.isEmpty();
|
||
```
|
||
|
||
=== "C++"
|
||
|
||
```cpp title="deque.cpp"
|
||
/* 初始化双向队列 */
|
||
deque<int> deque;
|
||
|
||
/* 元素入队 */
|
||
deque.push_back(2); // 添加至队尾
|
||
deque.push_back(5);
|
||
deque.push_back(4);
|
||
deque.push_front(3); // 添加至队首
|
||
deque.push_front(1);
|
||
|
||
/* 访问元素 */
|
||
int front = deque.front(); // 队首元素
|
||
int back = deque.back(); // 队尾元素
|
||
|
||
/* 元素出队 */
|
||
deque.pop_front(); // 队首元素出队
|
||
deque.pop_back(); // 队尾元素出队
|
||
|
||
/* 获取双向队列的长度 */
|
||
int size = deque.size();
|
||
|
||
/* 判断双向队列是否为空 */
|
||
bool empty = deque.empty();
|
||
```
|
||
|
||
=== "Python"
|
||
|
||
```python title="deque.py"
|
||
""" 初始化双向队列 """
|
||
duque = deque()
|
||
|
||
""" 元素入队 """
|
||
duque.append(2) # 添加至队尾
|
||
duque.append(5)
|
||
duque.append(4)
|
||
duque.appendleft(3) # 添加至队首
|
||
duque.appendleft(1)
|
||
|
||
""" 访问元素 """
|
||
front = duque[0] # 队首元素
|
||
rear = duque[-1] # 队尾元素
|
||
|
||
""" 元素出队 """
|
||
pop_front = duque.popleft() # 队首元素出队
|
||
pop_rear = duque.pop() # 队尾元素出队
|
||
|
||
""" 获取双向队列的长度 """
|
||
size = len(duque)
|
||
|
||
""" 判断双向队列是否为空 """
|
||
is_empty = len(duque) == 0
|
||
```
|
||
|
||
=== "Go"
|
||
|
||
```go title="deque_test.go"
|
||
/* 初始化双向队列 */
|
||
// 在 Go 中，将 list 作为双向队列使用
|
||
deque := list.New()
|
||
|
||
/* 元素入队 */
|
||
deque.PushBack(2) // 添加至队尾
|
||
deque.PushBack(5)
|
||
deque.PushBack(4)
|
||
deque.PushFront(3) // 添加至队首
|
||
deque.PushFront(1)
|
||
|
||
/* 访问元素 */
|
||
front := deque.Front() // 队首元素
|
||
rear := deque.Back() // 队尾元素
|
||
|
||
/* 元素出队 */
|
||
deque.Remove(front) // 队首元素出队
|
||
deque.Remove(rear) // 队尾元素出队
|
||
|
||
/* 获取双向队列的长度 */
|
||
size := deque.Len()
|
||
|
||
/* 判断双向队列是否为空 */
|
||
isEmpty := deque.Len() == 0
|
||
```
|
||
|
||
=== "JavaScript"
|
||
|
||
```js title="deque.js"
|
||
|
||
```
|
||
|
||
=== "TypeScript"
|
||
|
||
```typescript title="deque.ts"
|
||
|
||
```
|
||
|
||
=== "C"
|
||
|
||
```c title="deque.c"
|
||
|
||
```
|
||
|
||
=== "C#"
|
||
|
||
```csharp title="deque.cs"
|
||
/* 初始化双向队列 */
|
||
// 在 C# 中，将链表 LinkedList 看作双向队列来使用
|
||
LinkedList<int> deque = new LinkedList<int>();
|
||
|
||
/* 元素入队 */
|
||
deque.AddLast(2); // 添加至队尾
|
||
deque.AddLast(5);
|
||
deque.AddLast(4);
|
||
deque.AddFirst(3); // 添加至队首
|
||
deque.AddFirst(1);
|
||
|
||
/* 访问元素 */
|
||
int peekFirst = deque.First.Value; // 队首元素
|
||
int peekLast = deque.Last.Value; // 队尾元素
|
||
|
||
/* 元素出队 */
|
||
deque.RemoveFirst(); // 队首元素出队
|
||
deque.RemoveLast(); // 队尾元素出队
|
||
|
||
/* 获取双向队列的长度 */
|
||
int size = deque.Count;
|
||
|
||
/* 判断双向队列是否为空 */
|
||
bool isEmpty = deque.Count == 0;
|
||
```
|
||
|
||
=== "Swift"
|
||
|
||
```swift title="deque.swift"
|
||
/* 初始化双向队列 */
|
||
// Swift 没有内置的双向队列类，可以把 Array 当作双向队列来使用
|
||
var deque: [Int] = []
|
||
|
||
/* 元素入队 */
|
||
deque.append(2) // 添加至队尾
|
||
deque.append(5)
|
||
deque.append(4)
|
||
deque.insert(3, at: 0) // 添加至队首
|
||
deque.insert(1, at: 0)
|
||
|
||
/* 访问元素 */
|
||
let peekFirst = deque.first! // 队首元素
|
||
let peekLast = deque.last! // 队尾元素
|
||
|
||
/* 元素出队 */
|
||
let pollFirst = deque.removeFirst() // 队首元素出队
|
||
let pollLast = deque.removeLast() // 队尾元素出队
|
||
|
||
/* 获取双向队列的长度 */
|
||
let size = deque.count
|
||
|
||
/* 判断双向队列是否为空 */
|
||
let isEmpty = deque.isEmpty
|
||
```
|