了解栈和队列

1.栈(Stack)

1.1 概念

    栈：一种特殊的线性表，其只允许在固定的一端进行插入和删除元素操作。进行数据插入和删除操作的一端称为栈 顶，另一端称为栈底。栈中的数据元素遵守 后进先出 （ Last In First Out ）的原则。

压栈：栈的插入操作叫做进栈 / 压栈 / 入栈， 入数据在栈顶 。

出栈：栈的删除操作叫做出栈。 出数据在栈顶 。

 1.2 实现

  1.利用链表实现，头尾皆可.

  2.利用顺序表实现，即使用尾插+尾删的方式

优先考虑用顺序表实现栈！

public class MyStack {
    int[] elem ;
    int usedSize;

    public MyStack() {
        this.elem = new int [10];
    }
    public void push(int val) {
        if (isFull()) {
            //扩容
           this.elem = Arrays.copyOf(elem,12*elem.length) ;
        }
        elem[usedSize] = val;
        usedSize++;
    }
    public boolean isFull() {
        return usedSize == elem.length;
    }
    public int pop() {
        if (isEmpty()) {
           // throw new EmptyException("栈是空的!");
            return -1;
        }
        usedSize--;
        return elem[usedSize];
    }
    public boolean isEmpty() {
        return usedSize == 0;
    }
    public int peek() {
        if (isEmpty()) {
            //throw new EmptyException("栈是空的!");
              return -1;
        }
        return elem[usedSize - 1];
    }
}

2.队列(Queue)

  2.1 概念

      队列：只允许在一端进行插入数据操作，在另一端进行删除数据操作的特殊线性表，队列具有先进先出 FIFO(First

In First Out) 入队列：进行插入操作的一端称为 队尾（ Tail/Rear ） 出队列：进行删除操作的一端称为 队头

 2.2 实现

     队列可以用数组或着链表的结构实现，使用链表的结构实现更优一些，因为如果使用数组的结构，出队列在数组头上出数据，效率会比较低。

演示下单链表实现队列，代码如下：

双链表实现队列才是最优，无论从哪里入和出都是O(1). 

  public class MyQueue {
    /*
     * 单链表实现队列
     */
    static class Node {
        public int val;
        public Node next;

        public Node(int val) {
            this.val = val;
        }
    }
    public Node head;
    public Node last;
    public int usedSize;
    //入队
    public void offer(int val) {
        Node node = new Node(val);
        if (head == null) {
            head = node;
            last = node;
        }else {
            last.next = node;
            last = node;
        }
        usedSize++;
    }
    //出队
    public int poll() {
        if (isEmpty()) {
            //throw new EmptyException("栈为空！");
            return -1;
        }
        int ret = head.val;
        head = head.next;
        if (head == null) {
            last = null; //删除的只有一个节点，last也要置空
        }
        usedSize--;
        return ret;
    }
    public int peek() {
        if (isEmpty()) {
            //throw new EmptyException("栈为空！");
            return -1;
        }
        return head.val;
    }
    public boolean isEmpty() {
        return usedSize == 0;
    }
}

2.3 循环队列

     操作系统课程讲解生产者消费者模型时可以就会使用循环队列。循环队列通常使用数组实现。

如果用普通数组实现就会出现这种情况，不能是普通数组，要用循环数组，所以就引出了循环队列！

循环数组：

数组下标循环的小技巧！

     

1. 下标最后再往后 (offset 小于 array.length): index = (index + offset) % array.length

  

2. 下标最前再往前 (offset 小于 array.length): index = (index + array.length - offset) % array.length

如何区分空与满

1. 通过添加  usedSize 属性记录

2. 保留一个位置(通常牺牲一个空间)

3.双端队列(Deque)

 3.1 概念

     双端队列（ deque ）是指允许两端都可以进行入队和出队操作的队列,  那就说明元素可以从队头出队和入队，也可以从队尾出队和入队。

 //链式实现双端对列 底层是双向链表
 Deque deque = new LinkedList<>();
 //线式实现双端对列  底层是数组
 Deque deque1 = new ArrayDeque<>();

尽管双端队列看起来似乎比栈和队列更灵活，但实际上在 应用程序中远不及 栈和队列有用。