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salesforce零基础学习（七十七）队列的实现以及应用
队列和栈简单的区别为栈是后进先出，队列是先进先出。队列也是特殊的线性表，所以队列也分为顺序存储结构和链式存储结构。本篇主要描述顺序存储结构。
我们先假定一个队列里有5个元素，当我们添加新元素时，添加到队列的最后一个位置，所以时间复杂度为O(1)，当我们弹出元素时，需要将队列头部的元素弹出，并将后面的元素整体向前面平移，所以时间复杂度为O(n)。如果频繁的弹出，并且后面的元素向前面平移，这样对于性能还是影响挺大的，所以我们可以增加头指针，尾指针，不要求第一个元素必须在index为0的位置，只需要用头指针记录当前的头在哪里就好。
一.环形队列：
使用两个指针操作步骤为：
1.当在队尾添加元素情况下，队尾的指针+1，如下图，队列中添加a1,a2,a3,a4四个元素。此时队首front指针指向0，队尾rear指针指向4；
2.将队首元素进行弹出，此时队首指针front指向1，队尾指向4；
3.将元素a5添加到队尾，此时队尾指针指向到了内存长度的外面，但是下标为0还是有空缺的地方，这种情况称为假溢出。
为了避免假溢出这种情况，我们的做法为当队列满了以后，从头开始继续存储队列，直到队列满，即上图的情况下，a5进入队列以后，队尾rear指针指向下标0.
此时针对队列的空或者满的判断，可以通过队首指针和队尾指针来判断：
1.判断队列为空的条件为：front = rear，即首指针等于尾指针；
2.因为队尾可以从头开始，所以rear可以大于front，也有可能rear小于front。当队列满时，我们修改其条件，保留一个元素空间。也就是说，队列满时，数组中还有一个空闲单元。这样我们可以通过下面的表达式来判断队列已满：(rear+1) % QueueSize = front.上图中当添加完a5以后，队列中只剩下一个空闲单元我们就假定此队列已满。
3.获取当前队列的元素个数：（rear - front + QueueSize）% QueueSize
二.代码实现
代码中封装了实现队列的基本方法，判断队列是否为空，是否是满的队列，添加元素，弹出元素等。其中针对添加元素，需要考虑队列是否已经满的情况，对于弹出元素，需要考虑队列是否为空队列的情况。
1 public with sharing class Queue { 2 //数据集 3 private Object[] datas{get;set;} 4 //栈最大容量 5 private Integer maxSize{get;set;} 6 //队头的位置指针 7 private Integer front{get;set;} 8 //队尾的位置指针 9 private Integer rear{get;set;} 10 11 public Queue() { 12 this(10); 13 } 14 15 public Queue(Integer queueSize) { 16 datas = new Object[queueSize]; 17 maxSize = queueSize; 18 front = 0; 19 rear = 0; 20 } 21 22 //添加元素到队列尾部，如果添加成功返回true，添加失败返回false 23 public Boolean add(Object obj) { 24 if(datas == null) { 25 throw new QueueException(‘队列未初始化‘); 26 } 27 if(full()) { 28 throw new QueueException(‘队列已满‘); 29 } 30 datas[rear] = obj; 31 rear = Math.mod(rear + 1, maxSize); 32 //队列 33 return true; 34 } 35 36 //返回队列头的元素，不弹出头元素 37 public Object peek() { 38 if(datas == null) { 39 throw new QueueException(‘队列未初始化‘); 40 } 41 return datas[front]; 42 } 43 44 //弹出头元素 45 public Object poll() { 46 if(datas == null) { 47 throw new QueueException(‘队列未初始化‘); 48 } 49 50 if(empty()) { 51 throw new QueueException(‘队列为空！‘); 52 } 53 54 Object returnObj = datas[front]; 55 datas[front] = null; 56 front = Math.mod((front + 1),maxSize); 57 return returnObj; 58 } 59 60 public Boolean empty() { 61 return front == rear; 62 } 63 64 public Boolean full() { 65 return front == Math.mod(rear + 1, maxSize); 66 } 67 68 public Integer size() { 69 return Math.mod(rear - front + maxSize ,maxSize); 70 } 71 72 override public String toString() { 73 List<Object> objList = new List<Object>(); 74 Integer tempRear; 75 if(rear < front) { 76 tempRear = rear + maxSize; 77 } else { 78 tempRear = rear; 79 } 80 for(Integer i = front;i<=tempRear;i++) { 81 if(datas[Math.mod(i, maxSize)] != null) { 82 objList.add(datas[Math.mod(i, maxSize)]); 83 } 84 } 85 return String.join(objList, ‘,‘); 86 } 87 88 89 public class QueueException extends Exception{ 90 91 } 92 }
三.测试举例：
1.队列超出内存情况：初始化一个长度为5的队列，因为队列满的时候，会空出一个元素空间，所以说实际可以添加进队列的长度为4，当添加eee的时候会报错，因为队列已满。
Queue q = new Queue(5); q.add(‘aaa‘); q.add(‘bbb‘); q.add(‘ccc‘); q.add(‘ddd‘); q.add(‘eee‘); System.debug(LoggingLevel.INFO, ‘*** q: ‘ + q);
2.正常使用添加弹出效果，每次弹出是弹出队首指针对应的元素
Queue q = new Queue(5); q.add(‘aaa‘); q.add(‘bbb‘); q.add(‘ccc‘); q.add(‘ddd‘); String result = (String)q.poll(); System.debug(LoggingLevel.INFO, ‘*** result: ‘ + result); System.debug(LoggingLevel.INFO, ‘*** : ‘ + ‘aaa‘.equals(result)); q.add(‘eee‘); System.debug(LoggingLevel.INFO, ‘*** q: ‘ + q);
总结：环形队列适用于已经知道需要分配多大内存的情况，如果不知道需要分配多少内存的情况，可以使用队列的链形结构。队列在程序中经常使用，比如场景为排队等的场景，如果有此种先进先出的场景，优先选择队列来实现。此篇只是简单的构造一下队列的模型，很多地方需要完善，有需要或者感兴趣的自行完善一下。篇中有错误的地方欢迎指出，有问题欢迎留言。
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