Редактирование: Очередь

Перейти к: навигация, поиск

Внимание! Вы не авторизовались на сайте. Ваш IP-адрес будет публично видимым, если вы будете вносить любые правки. Если вы войдёте или создадите учётную запись, правки вместо этого будут связаны с вашим именем пользователя, а также у вас появятся другие преимущества.

Правка может быть отменена. Пожалуйста, просмотрите сравнение версий, чтобы убедиться, что это именно те изменения, которые вас интересуют, и нажмите «Записать страницу», чтобы изменения вступили в силу.
Текущая версия Ваш текст
Строка 1: Строка 1:
 
== Определение ==
 
== Определение ==
 
[[Файл: Fifo_new.png|right|150px]]
 
[[Файл: Fifo_new.png|right|150px]]
'''Очередь''' (англ. ''queue'')  {{---}} это структура данных, добавление и удаление элементов в которой происходит путём операций <tex> \mathtt{push} </tex> и <tex> \mathtt{pop} </tex> соответственно. Притом первым из очереди удаляется элемент, который был помещен туда первым, то есть в очереди реализуется принцип «первым вошел — первым вышел» (англ. ''first-in, first-out {{---}} FIFO''). У очереди имеется '''голова''' (англ. ''head'') и '''хвост''' (англ. ''tail''). Когда элемент ставится в очередь, он занимает место в её хвосте. Из очереди всегда выводится элемент, который находится в ее голове. Очередь поддерживает следующие операции:
+
'''Очередь''' (англ. ''queue'')  {{---}} это структура данных, добавление и удаление элементов в которой происходит путём операций <tex> \mathtt{push} </tex> и <tex> \mathtt{pop} </tex> соответственно. Притом первым из очереди удаляется элемент, который был помещен туда первым, то есть в очереди реализуется принцип «первым вошел — первым вышел» (англ. ''first-in, first-out {{---}} FIFO''). У очереди имеется '''голова''' (англ. ''head'') и '''хвост''' (англ''tail''). Когда элемент ставится в очередь, он занимает место в её хвосте. Из очереди всегда выводится элемент, который находится в ее голове.
* <tex> \mathtt{empty} </tex> {{---}} проверка очереди на наличие в ней элементов,
+
* <tex> \mathtt{empty} </tex> {{---}} проверка очереди на наличие в ней элементов
* <tex> \mathtt {push} </tex> (запись в очередь) {{---}} операция вставки нового элемента,
+
* <tex> \mathtt {push} </tex> (запись в очередь) {{---}} операция вставки нового элемента.
* <tex> \mathtt{pop} </tex> (снятие с очереди) {{---}} операция удаления нового элемента,
+
* <tex> \mathtt{pop} </tex> (снятие с очереди) {{---}} операция удаления нового элемента.
* <tex> \mathtt{size} </tex> {{---}} операция получения количества элементов в очереди.
+
* <tex> \mathtt{size} </tex> {{---}} операция получения количества элементов в очереди
  
 
== Реализация циклической очереди на массиве ==
 
== Реализация циклической очереди на массиве ==
 
Очередь, способную вместить не более <tex>\mathtt{n}</tex> элементов, можно реализовать с помощью массива <tex>\mathtt{elements[0\dots n-1]}</tex>. Она будет обладать следующими полями:
 
Очередь, способную вместить не более <tex>\mathtt{n}</tex> элементов, можно реализовать с помощью массива <tex>\mathtt{elements[0\dots n-1]}</tex>. Она будет обладать следующими полями:
* <tex>\mathtt{head}</tex> {{---}} голова очереди,
+
* <tex>\mathtt{head}</tex> {{---}} голова очереди
* <tex>\mathtt{tail}</tex> {{---}} хвост очереди.
+
* <tex>\mathtt{tail}</tex> {{---}} хвост очереди
  
 
=== empty ===
 
=== empty ===
Строка 18: Строка 18:
 
=== push ===
 
=== push ===
 
  '''function''' push(x : '''T'''):
 
  '''function''' push(x : '''T'''):
   '''if''' (size() != n)
+
   elements[tail] = x
    elements[tail] = x
+
  tail = (tail + 1) % n
    tail = (tail + 1) % n
 
  
 
=== pop ===
 
=== pop ===
 
  '''T''' pop():
 
  '''T''' pop():
  '''if''' (empty())
 
    '''return null'''
 
 
   x = elements[head]
 
   x = elements[head]
 
   head = (head + 1) % n
 
   head = (head + 1) % n
Строка 31: Строка 28:
  
 
=== size ===
 
=== size ===
  '''int''' size()
+
  '''int''' size(s : '''stack<T>''')
 
   '''if''' head > tail
 
   '''if''' head > tail
 
     '''return''' n - head + tail
 
     '''return''' n - head + tail
Строка 39: Строка 36:
  
 
'''Плюсы:'''
 
'''Плюсы:'''
* проста в разработке,
+
* Проста в разработке.
* по сравнению с реализацией на списке есть незначительная экономия памяти.
+
* По сравнению с реализацией на списке есть незначительная экономия памяти.
 
'''Минусы:'''
 
'''Минусы:'''
* количество элементов в очереди ограничено размером массива (исправляется написанием функции расширения массива),
+
* Количество элементов в очереди ограничено размером массива (исправляется написанием функции расширения массива).
* при переполнении очереди требуется перевыделение памяти и копирование всех элементов в новый массив.
+
* При переполнении очереди требуется перевыделение памяти и копирование всех элементов в новый массив.
  
 
== Реализация на списке ==
 
== Реализация на списке ==
Строка 50: Строка 47:
 
Реализация очереди на односвязном списке:
 
Реализация очереди на односвязном списке:
 
=== List ===
 
=== List ===
* <code>ListItem(data : '''T''', next : '''ListItem''')</code> {{---}} конструктор,
+
* <code>ListItem(data : '''T''', next : '''ListItem''')</code> {{---}} конструктор
* <tex>\mathtt{x.value}</tex> {{---}} поле, в котором хранится значение элемента,
+
* <tex>\mathtt{x.value}</tex> {{---}} поле, в котором хранится значение элемента
* <tex>\mathtt{x.next}</tex> {{---}} указатель на следующий элемент очереди.
+
* <tex>\mathtt{x.next}</tex> {{---}} указатель на следующий элемент очереди
  
 
=== push ===
 
=== push ===
Строка 77: Строка 74:
  
 
'''Плюсы:'''
 
'''Плюсы:'''
* каждая операция выполняется за время <tex>O(1)</tex>.
+
* Каждая операция выполняется за время <tex>O(1)</tex>.
 
'''Минусы:'''
 
'''Минусы:'''
* память фрагментируется гораздо сильнее и последовательная итерация по такой очереди может быть ощутимо медленнее, нежели итерация по очереди реализованной на массиве.
+
* Память фрагментируется гораздо сильнее и последовательная итерация по такой очереди может быть ощутимо медленнее, нежели итерация по очереди реализованной на массиве.
  
 
== Реализация на двух стеках ==
 
== Реализация на двух стеках ==
Очередь можно реализовать на двух [[Стек|стеках]] <tex>\mathtt{leftStack}</tex> и <tex>\mathtt{rightStack}</tex>. Поступим следующим образом: <tex>\mathtt{leftStack}</tex> будем использовать для операции <tex> \mathtt {push} </tex>, <tex>\mathtt{rightStack}</tex> для операции <tex> \mathtt{pop} </tex>. При этом, если при попытке извлечения элемента из <tex>\mathtt{rightStack}</tex> он оказался пустым, просто перенесем все элементы из <tex>\mathtt{leftStack}</tex> в него (при этом элементы в <tex>\mathtt{rightStack}</tex> получатся уже в обратном порядке, что нам и нужно для извлечения элементов, а <tex>\mathtt{leftStack}</tex> станет пустым).
+
Очередь можно реализовать на двух [[Стек|стеках]] <tex>\mathtt{leftStack}</tex> и <tex>\mathtt{rightStack}</tex>.<tex>\mathtt{leftStack}</tex> будем использовать для операции <tex> \mathtt {push} </tex>, <tex>\mathtt{rightStack}</tex> для операции <tex> \mathtt{pop} </tex>. При этом, если при попытке извлечения элемента из <tex>\mathtt{rightStack}</tex> он оказался пустым, просто перенесем все элементы из <tex>\mathtt{leftStack}</tex> в него (при этом элементы в <tex>\mathtt{rightStack}</tex> получатся уже в обратном порядке, что нам и нужно для извлечения элементов, а <tex>\mathtt{leftStack}</tex> станет пустым).
  
* <tex> \mathtt{pushLeft} </tex> и <tex> \mathtt{pushRight} </tex> {{---}} функции, реализующие операцию <tex> \mathtt{push} </tex> для соответствующего стека,
+
* <tex> \mathtt{pushLeft} </tex> и <tex> \mathtt{pushRight} </tex> {{---}} функции, реализующие операцию <tex> \mathtt{push} </tex> для соответствующего стека;
 
* <tex> \mathtt{popLeft} </tex> и <tex> \mathtt{popRight} </tex> {{---}} аналогично операции <tex> \mathtt {pop} </tex>.
 
* <tex> \mathtt{popLeft} </tex> и <tex> \mathtt{popRight} </tex> {{---}} аналогично операции <tex> \mathtt {pop} </tex>.
  
Строка 92: Строка 89:
 
=== pop ===
 
=== pop ===
 
  '''T''' pop():
 
  '''T''' pop():
   '''if''' '''not''' rightStack.empty()
+
   '''if''' '''not''' rigthStack.empty()
 
     '''return''' popRight()  
 
     '''return''' popRight()  
 
   '''else'''
 
   '''else'''
Строка 104: Строка 101:
  
 
'''Плюсы:'''
 
'''Плюсы:'''
* эту реализацию несложно модифицировать для получения минимума в текущей очереди за <tex>O(1)</tex>.
+
* Эту реализацию несложно модифицировать для получения минимума в текущей очереди за <tex>O(1)</tex>.
 
'''Минусы:'''
 
'''Минусы:'''
* если <tex>\mathtt{leftStack}</tex> не пуст, то операция <tex> \mathtt{pop} </tex> может выполняться <tex>O(n)</tex> времени, в отличие от других реализаций, где <tex> \mathtt{pop} </tex> всегда выполняется за <tex>O(1)</tex>.
+
* Если <tex>\mathtt{leftStack}</tex> не пуст, то операция <tex> \mathtt{pop} </tex> может выполняться <tex>O(n)</tex> времени, в отличии от других реализаций, где <tex> \mathtt{pop} </tex> всегда выполняется за <tex>O(1)</tex>.
  
 
== Реализация на шести стеках ==
 
== Реализация на шести стеках ==
Строка 116: Строка 113:
 
=== Отличия от других реализаций ===
 
=== Отличия от других реализаций ===
  
'''Плюсы:'''
+
'''Плюсы''':
* <tex>O(1)</tex> реального времени на операцию,
+
* <tex>O(1)</tex> реального времени на операцию.
* возможность дальнейшего улучшения до [[Персистентная очередь|персистентной очереди]], если использовать [[Персистентный стек|персистентные стеки]].  
+
* Возможность дальнейшего улучшения до [[Персистентная очередь|персистентной очереди]], если использовать [[Персистентный стек|персистентные стеки]].  
  
'''Минусы:'''
+
'''Минусы''':
* дольше в среднем выполняются операции,
+
* Дольше в среднем выполняются операции.
* больше расход памяти,
+
* Больше расход памяти.
* большая сложность реализации.
+
* Большая сложность реализации.
  
 
== См. также ==
 
== См. также ==

Пожалуйста, учтите, что любой ваш вклад в проект «Викиконспекты» может быть отредактирован или удалён другими участниками. Если вы не хотите, чтобы кто-либо изменял ваши тексты, не помещайте их сюда.
Вы также подтверждаете, что являетесь автором вносимых дополнений, или скопировали их из источника, допускающего свободное распространение и изменение своего содержимого (см. Викиконспекты:Авторские права). НЕ РАЗМЕЩАЙТЕ БЕЗ РАЗРЕШЕНИЯ ОХРАНЯЕМЫЕ АВТОРСКИМ ПРАВОМ МАТЕРИАЛЫ!

Чтобы изменить эту страницу, пожалуйста, ответьте на приведённый ниже вопрос (подробнее):

Отменить | Справка по редактированию (в новом окне)

Шаблон, используемый на этой странице: