当前位置:首页 » 编程语言 » java实现队列

java实现队列

发布时间: 2022-10-05 03:39:45

Ⅰ 用java编一个队列

自己写了个简单的实现

class Queue<E>{
private Object[] integerQueue;//用来当队列
public int tail;//队尾
public int size;//队的长度,也可以设置一个默认值,溢出时从新申请
public Queue(int size){
integerQueue=new Object[size];
this.size=size;
tail=-1;
}
/**
* 将元素插入队列
* @return 如果该元素已添加到此队列,则返回 true;否则返回 false
*/
public boolean offer(E e){
if(tail <size-1){
tail++;
this.integerQueue[tail]=e;
return true;
}else{
return false;
}
}

/**
* 获取并移除此队列的头,如果此队列为空,则返回 null。
*/
public E poll(){
Object tmp;
if(tail>=0){
tmp=this.integerQueue[tail];
tail--;
return (E)tmp;
}else{
return null;
}
}
}

Ⅱ java中的队列用什么实现

队列的实现单纯的是数据结构的问题,既可以用链表结构实现队列,也可以用数组实现。这和语言不是紧密关系,java可以这样实现,C、C++ 也可以。

Ⅲ 到底什么是消息队列Java中如何实现消息队列

“消息队列”是在消息的传输过程中保存消息的容器。和我们学过的LinkedHashMap,TreeSet等一样,都是容器。既然是容器,就有有自己的特性,就像LinkedHashMap是以键值对存储。存取顺序不变。而消息队列,看到队列就可以知道。这个容器里面的消息是站好队的,一般遵从先进先出原则。

java中已经为我们封装好了很多的消息队列。在java 1.5版本时推出的java.util.concurrent中有很多现成的队列供我们使用。特性繁多,种类齐全。是你居家旅游开发必备QAQ。

下面简单列举这个包中的消息队列

  1. :阻塞队列 BlockingQueue

  2. 数组阻塞队列 ArrayBlockingQueue

  3. 延迟队列 DelayQueue

  4. 链阻塞队列 LinkedBlockingQueue

  5. 具有优先级的阻塞队列 PriorityBlockingQueue

  6. 同步队列 SynchronousQueue

  7. 阻塞双端队列 BlockingDeque

  8. 链阻塞双端队列 LinkedBlockingDeque

    不同的队列不同的特性决定了队列使用的时机,感兴趣的话你可以详细了解。具体的使用方式我就不赘述了

Ⅳ 在JAVA中怎么实现消息队列

java中的消息队列
消息队列是线程间通讯的手段:

import java.util.*

public class MsgQueue{

private Vector queue = null;
public MsgQueue(){
queue = new Vector();
}
public synchronized void send(Object o)
{
queue.addElement(o);
}
public synchronized Object recv()
{
if(queue.size()==0)
return null;
Object o = queue.firstElement();
queue.removeElementAt(0);//or queue[0] = null can also work
return o;
}
}

因为java中是locked by object的所以添加synchronized 就可以用于线程同步锁定对象
可以作为多线程处理多任务的存放task的队列。他的client包括封装好的task类以及thread类

Java的多线程-线程间的通信2009-08-25 21:58
1. 线程的几种状态
线程有四种状态,任何一个线程肯定处于这四种状态中的一种:
1) 产生(New):线程对象已经产生,但尚未被启动,所以无法执行。如通过new产生了一个线程对象后没对它调用start()函数之前。
2) 可执行(Runnable):每个支持多线程的系统都有一个排程器,排程器会从线程池中选择一个线程并启动它。当一个线程处于可执行状态时,表示它可能正处于线程池中等待排排程器启动它;也可能它已正在执行。如执行了一个线程对象的start()方法后,线程就处于可执行状态,但显而易见的是此时线程不一定正在执行中。
3) 死亡(Dead):当一个线程正常结束,它便处于死亡状态。如一个线程的run()函数执行完毕后线程就进入死亡状态。
4) 停滞(Blocked):当一个线程处于停滞状态时,系统排程器就会忽略它,不对它进行排程。当处于停滞状态的线程重新回到可执行状态时,它有可能重新执行。如通过对一个线程调用wait()函数后,线程就进入停滞状态,只有当两次对该线程调用notify或notifyAll后它才能两次回到可执行状态。
2. classThread下的常用函数函数
2.1 suspend()、resume()
1) 通过suspend()函数,可使线程进入停滞状态。通过suspend()使线程进入停滞状态后,除非收到resume()消息,否则该线程不会变回可执行状态。
2) 当调用suspend()函数后,线程不会释放它的“锁标志”。
例11:
class TestThreadMethod extends Thread{
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name){
super(name);
}
public synchronized void run(){
if(shareVar==0){
for(int i=0; i<5; i++){
shareVar++;
if(shareVar==5){
this.suspend();//(1)
}}}
else{
System.out.print(Thread.currentThread().getName());
System.out.println(" shareVar = " + shareVar);
this.resume();//(2)
}}
}
public class TestThread{
public static void main(String[] args){
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
t1.start();//(5)
//t1.start();//(3)
t2.start();//(4)
}}
运行结果为:
t2 shareVar = 5
i. 当代码(5)的t1所产生的线程运行到代码(1)处时,该线程进入停滞状态。然后排程器从线程池中唤起代码(4)的t2所产生的线程,此时shareVar值不为0,所以执行else中的语句。
ii. 也许你会问,那执行代码(2)后为什么不会使t1进入可执行状态呢?正如前面所说,t1和t2是两个不同对象的线程,而代码(1)和(2)都只对当前对象进行操作,所以t1所产生的线程执行代码(1)的结果是对象t1的当前线程进入停滞状态;而t2所产生的线程执行代码(2)的结果是把对象t2中的所有处于停滞状态的线程调回到可执行状态。
iii. 那现在把代码(4)注释掉,并去掉代码(3)的注释,是不是就能使t1重新回到可执行状态呢?运行结果是什么也不输出。为什么会这样呢?也许你会认为,当代码(5)所产生的线程执行到代码(1)时,它进入停滞状态;而代码(3)所产生的线程和代码(5)所产生的线程是属于同一个对象的,那么就当代码(3)所产生的线程执行到代码(2)时,就可使代码(5)所产生的线程执行回到可执行状态。但是要清楚,suspend()函数只是让当前线程进入停滞状态,但并不释放当前线程所获得的“锁标志”。所以当代码(5)所产生的线程进入停滞状态时,代码(3)所产生的线程仍不能启动,因为当前对象的“锁标志”仍被代码(5)所产生的线程占有。
#p#2.2 sleep()
1) sleep ()函数有一个参数,通过参数可使线程在指定的时间内进入停滞状态,当指定的时间过后,线程则自动进入可执行状态。
2) 当调用sleep ()函数后,线程不会释放它的“锁标志”。
例12:
class TestThreadMethod extends Thread{
class TestThreadMethod extends Thread{
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name){
super(name);
}
public synchronized void run(){
for(int i=0; i<3; i++){
System.out.print(Thread.currentThread().getName());
System.out.println(" : " + i);
try{
Thread.sleep(100);//(4)
}
catch(InterruptedException e){
System.out.println("Interrupted");
}}}
}
public class TestThread{public static void main(String[] args){
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
t1.start();(1)
t1.start();(2)
//t2.start();(3)
}}
运行结果为:
t1 : 0
t1 : 1
t1 : 2
t1 : 0
t1 : 1
t1 : 2
由结果可证明,虽然在run()中执行了sleep(),但是它不会释放对象的“锁标志”,所以除非代码(1)的线程执行完run()函数并释放对象的“锁标志”,否则代码(2)的线程永远不会执行。
如果把代码(2)注释掉,并去掉代码(3)的注释,结果将变为:
t1 : 0
t2 : 0
t1 : 1
t2 : 1
t1 : 2
t2 : 2
由于t1和t2是两个对象的线程,所以当线程t1通过sleep()进入停滞时,排程器会从线程池中调用其它的可执行线程,从而t2线程被启动。
例13:
class TestThreadMethod extends Thread{
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name){
super(name);
}
public synchronized void run(){
for(int i=0; i<5; i++){
System.out.print(Thread.currentThread().getName());
System.out.println(" : " + i);
try{
if(Thread.currentThread().getName().equals("t1"))
Thread.sleep(200);
else
Thread.sleep(100);
}
catch(InterruptedException e){
System.out.println("Interrupted");
}}
}}
public class TestThread{public static void main(String[] args){
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
t1.start();
//t1.start();
t2.start();
}}
运行结果为:
t1 : 0
t2 : 0
t2 : 1
t1 : 1
t2 : 2
t2 : 3
t1 : 2
t2 : 4
t1 : 3
t1 : 4
由于线程t1调用了sleep(200),而线程t2调用了sleep(100),所以线程t2处于停滞状态的时间是线程t1的一半,从从结果反映出来的就是线程t2打印两倍次线程t1才打印一次。
#p#2.3 yield()
1) 通过yield ()函数,可使线程进入可执行状态,排程器从可执行状态的线程中重新进行排程。所以调用了yield()的函数也有可能马上被执行。
2) 当调用yield ()函数后,线程不会释放它的“锁标志”。
例14:
class TestThreadMethod extends Thread{
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name){super(name);
}
public synchronized void run(){for(int i=0; i<4; i++){
System.out.print(Thread.currentThread().getName());
System.out.println(" : " + i);
Thread.yield();
}}
}
public class TestThread{public static void main(String[] args){
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
t1.start();
t1.start();//(1)
//t2.start();(2)
}
}
运行结果为:
t1 : 0
t1 : 1
t1 : 2
t1 : 3
t1 : 0
t1 : 1
t1 : 2
t1 : 3
从结果可知调用yield()时并不会释放对象的“锁标志”。
如果把代码(1)注释掉,并去掉代码(2)的注释,结果为:
t1 : 0
t1 : 1
t2 : 0
t1 : 2
t2 : 1
t1 : 3
t2 : 2
t2 : 3
从结果可知,虽然t1线程调用了yield(),但它马上又被执行了。
2.4 sleep()和yield()的区别
1) sleep()使当前线程进入停滞状态,所以执行sleep()的线程在指定的时间内肯定不会执行;yield()只是使当前线程重新回到可执行状态,所以执行yield()的线程有可能在进入到可执行状态后马上又被执行。
2) sleep()可使优先级低的线程得到执行的机会,当然也可以让同优先级和高优先级的线程有执行的机会;yield()只能使同优先级的线程有执行的机会。
例15:
class TestThreadMethod extends Thread{
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name){
super(name);
}
public void run(){
for(int i=0; i<4; i++){
System.out.print(Thread.currentThread().getName());
System.out.println(" : " + i);
//Thread.yield();(1)
/* (2) */
try{
Thread.sleep(3000);
}
catch(InterruptedException e){
System.out.println("Interrupted");
}}}
}
public class TestThread{
public static void main(String[] args){
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
t1.start();
t2.start();
}
}
运行结果为:
t1 : 0
t1 : 1
t2 : 0
t1 : 2
t2 : 1
t1 : 3
t2 : 2
t2 : 3
由结果可见,通过sleep()可使优先级较低的线程有执行的机会。注释掉代码(2),并去掉代码(1)的注释,结果为:
t1 : 0
t1 : 1
t1 : 2
t1 : 3
t2 : 0
t2 : 1
t2 : 2
t2 : 3
可见,调用yield(),不同优先级的线程永远不会得到执行机会。
2.5 join()
使调用join()的线程执行完毕后才能执行其它线程,在一定意义上,它可以实现同步的功能。
例16:
class TestThreadMethod extends Thread{
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name){
super(name);
}
public void run(){
for(int i=0; i<4; i++){
System.out.println(" " + i);
try{
Thread.sleep(3000);
}
catch(InterruptedException e){
System.out.println("Interrupted");
}
}
}
}
public class TestThread{
public static void main(String[] args){
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
t1.start();
try{
t1.join();
}
catch(InterruptedException e){}
t1.start();
}
}
运行结果为:
0
1
2
3
0
1
2
3
#p#3. classObject下常用的线程函数
wait()、notify()和notifyAll()这三个函数由java.lang.Object类提供,用于协调多个线程对共享数据的存取。
3.1 wait()、notify()和notifyAll()
1) wait()函数有两种形式:第一种形式接受一个毫秒值,用于在指定时间长度内暂停线程,使线程进入停滞状态。第二种形式为不带参数,代表waite()在notify()或notifyAll()之前会持续停滞。
2) 当对一个对象执行notify()时,会从线程等待池中移走该任意一个线程,并把它放到锁标志等待池中;当对一个对象执行notifyAll()时,会从线程等待池中移走所有该对象的所有线程,并把它们放到锁标志等待池中。
3) 当调用wait()后,线程会释放掉它所占有的“锁标志”,从而使线程所在对象中的其它synchronized数据可被别的线程使用。
例17:
下面,我们将对例11中的例子进行修改
class TestThreadMethod extends Thread{
public static int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name){
super(name);
}
public synchronized void run(){
if(shareVar==0){
for(int i=0; i<10; i++){
shareVar++;
if(shareVar==5){
try{
this.wait();//(4)
}
catch(InterruptedException e){}
}
}
}
if(shareVar!=0){
System.out.print(Thread.currentThread().getName());
System.out.println(" shareVar = " + shareVar);
this.notify();//(5)
}
}
}
public class TestThread{
public static void main(String[] args){
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
TestThreadMethod t2 = new TestThreadMethod("t2");
t1.start();//(1)
//t1.start();(2)
t2.start();//(3)
}}
运行结果为:
t2 shareVar = 5
因为t1和t2是两个不同对象,所以线程t2调用代码(5)不能唤起线程t1。如果去掉代码(2)的注释,并注释掉代码(3),结果为:
t1 shareVar = 5
t1 shareVar = 10
这是因为,当代码(1)的线程执行到代码(4)时,它进入停滞状态,并释放对象的锁状态。接着,代码(2)的线程执行run(),由于此时shareVar值为5,所以执行打印语句并调用代码(5)使代码(1)的线程进入可执行状态,然后代码(2)的线程结束。当代码(1)的线程重新执行后,它接着执行for()循环一直到shareVar=10,然后打印shareVar。
#p#3.2 wait()、notify()和synchronized
waite()和notify()因为会对对象的“锁标志”进行操作,所以它们必须在synchronized函数或synchronizedblock中进行调用。如果在non-synchronized函数或non-synchronizedblock中进行调用,虽然能编译通过,但在运行时会发生IllegalMonitorStateException的异常。
例18:
class TestThreadMethod extends Thread{
public int shareVar = 0;
public TestThreadMethod(String name){
super(name);
new Notifier(this);
}
public synchronized void run(){
if(shareVar==0){
for(int i=0; i<5; i++){
shareVar++;
System.out.println("i = " + shareVar);
try{
System.out.println("wait......");
this.wait();
}
catch(InterruptedException e){}
}}
}
}
class Notifier extends Thread{
private TestThreadMethod ttm;
Notifier(TestThreadMethod t){
ttm = t;
start();
}
public void run(){
while(true){
try{
sleep(2000);
}
catch(InterruptedException e){}
/*1 要同步的不是当前对象的做法 */
synchronized(ttm){
System.out.println("notify......");
ttm.notify();
}}
}
}
public class TestThread{
public static void main(String[] args){
TestThreadMethod t1 = new TestThreadMethod("t1");
t1.start();
}
}
运行结果为:
i = 1
wait......
notify......
i = 2
wait......
notify......
i = 3
wait......
notify......
i = 4
wait......
notify......
i = 5
wait......
notify......
4. wait()、notify()、notifyAll()和suspend()、resume()、sleep()的讨论
4.1 这两组函数的区别
1) wait()使当前线程进入停滞状态时,还会释放当前线程所占有的“锁标志”,从而使线程对象中的synchronized资源可被对象中别的线程使用;而suspend()和sleep()使当前线程进入停滞状态时不会释放当前线程所占有的“锁标志”。
2) 前一组函数必须在synchronized函数或synchronizedblock中调用,否则在运行时会产生错误;而后一组函数可以non-synchronized函数和synchronizedblock中调用。
4.2 这两组函数的取舍
Java2已不建议使用后一组函数。因为在调用suspend()时不会释放当前线程所取得的“锁标志”,这样很容易造成“死锁”。

Ⅳ java中如何实现按队列执行任务

package com.tone.example;

import org.junit.After;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;

import com.tone.task.TaskProperty;
import com.tone.task.TaskSignature;
import com.tone.task.impl.BasicTask;
import com.tone.task.runner.TaskRunner;

/**
* 任务队列示例程序
* @author zlf
*/
public class TaskExample {
private TaskRunner taskRunner;

/**
* 做任务队列的初始化工作
*/
@Before
public void init() {
// 获取任务运行器
taskRunner = TaskRunner.getInstance();
// 将任务运行器放入线程进行调度
Thread thread = new Thread(taskRunner);
thread.start();
}

/**
* 等待任务执行完成,并做最后的退出工作
*/
@After
public void exit() throws InterruptedException {
Thread.sleep(600);
System.exit(0);
}

/**
* 最简单的任务运行示例
*/
@Test
public void example1() {
// 添加任务到任务运行器
taskRunner.addTask(new BasicTask() {
@Override
public void run() {
System.out.println("This is running in task runner thread, and thread is " + Thread.currentThread());
}
});
}

/**
* 加入优先执行顺序的任务运行器
*/
@Test
public void example2() {
// 添加任务到任务运行器
taskRunner.addTask(new BasicTask(0) {
@Override
public void run() {
System.out.println("This is a normal task");
}
});
taskRunner.addTask(new BasicTask(-1) {
@Override
public void run() {
System.out.println("This is a task a bit high than normal");
}
});
}

/**
* 重复添加的任务只会运行第一个
*/
@Test
public void example3() {
// 添加任务到任务运行器
taskRunner.addTask(new BasicTask(TaskSignature.ONE) {
@Override
public void run() {
System.out.println("This is task one");
}
}, TaskProperty.NOT_REPEAT);
taskRunner.addTask(new BasicTask(TaskSignature.ONE) {
@Override
public void run() {
System.out.println("This is also task one");
}
}, TaskProperty.NOT_REPEAT);
}

/**
* 重复添加的任务只会运行最后一个
*/
@Test
public void example4() {
// 添加任务到任务运行器
taskRunner.addTask(new BasicTask(TaskSignature.ONE) {
@Override
public void run() {
System.out.println("This is task one");
}
}, TaskProperty.NOT_REPEAT_OVERRIDE);
taskRunner.addTask(new BasicTask(TaskSignature.ONE) {
@Override
public void run() {
System.out.println("This is also task one");
}
}, TaskProperty.NOT_REPEAT_OVERRIDE);
}
}

Ⅵ JAVA中,常用的队列实现是哪个

队列的实现单纯的是数据结构的问题,既可以用链表结构实现队列,也可以用数组实现。这和语言不是紧密关系,java可以这样实现,c、c++
也可以。

Ⅶ java 用什么实现 FIFO队列

java使用数据结构来实现FIFO先进先出的队列,实例如下:

/*
*Tochangethistemplate,chooseTools|Templates
*andopenthetemplateintheeditor.
*/
packagelinkedlisttest;

importjava.util.ArrayList;
importjava.util.Deque;
importjava.util.LinkedList;
importjava.util.List;

/**
*
*@authorVicky.H
*@[email protected]
*/
publicclassFIFOTest{

/**
*@
*/
publicstaticvoidmain(String[]args){
FIFO<A>fifo=newFIFOImpl<A>(5);
for(inti=0;i<20;i++){
Aa=newA("A:"+i);
Ahead=fifo.addLastSafe(a);
System.out.println(i+" head:"+head+" size:"+fifo.size());
}

System.out.println("---------------");

System.out.println("弹出数据");
List<A>polls=fifo.setMaxSize(3);
for(Aa:polls){
System.out.println(" head:"+a);
}

System.out.println("剩余数据");
for(Aa:fifo){
System.out.println(" head:"+a);
}
System.out.println(fifo.size());
}
}

interfaceFIFO<T>extendsList<T>,Deque<T>,Cloneable,java.io.Serializable{

/**
*向最后添加一个新的,如果长度超过允许的最大值,则弹出一个*
*/
TaddLastSafe(TaddLast);

/**
*弹出head,如果Size=0返回null。而不同于pop抛出异常
*@return
*/
TpollSafe();

/**
*获得最大保存
*
*@return
*/
intgetMaxSize();

/**
*设置最大存储范围
*
*@return返回的是,因为改变了队列大小,导致弹出的head
*/
List<T>setMaxSize(intmaxSize);

}

classFIFOImpl<T>extendsLinkedList<T>implementsFIFO<T>{

privateintmaxSize=Integer.MAX_VALUE;
privatefinalObjectsynObj=newObject();

publicFIFOImpl(){
super();
}

publicFIFOImpl(intmaxSize){
super();
this.maxSize=maxSize;
}

@Override
publicTaddLastSafe(TaddLast){
synchronized(synObj){
Thead=null;
while(size()>=maxSize){
head=poll();
}
addLast(addLast);
returnhead;
}
}

@Override
publicTpollSafe(){
synchronized(synObj){
returnpoll();
}
}

@Override
publicList<T>setMaxSize(intmaxSize){
List<T>list=null;
if(maxSize<this.maxSize){
list=newArrayList<T>();
synchronized(synObj){
while(size()>maxSize){
list.add(poll());
}
}
}
this.maxSize=maxSize;
returnlist;
}

@Override
publicintgetMaxSize(){
returnthis.maxSize;
}
}

classA{

privateStringname;

publicA(){
}

publicA(Stringname){
this.name=name;
}

publicStringgetName(){
returnname;
}

publicvoidsetName(Stringname){
this.name=name;
}

@Override
publicStringtoString(){
return"A{"+"name="+name+'}';
}
}

Ⅷ java中怎么实现队列

public class Queue<E> {
private Object[] data=null;
private int maxSize; //队列容量
private int front; //队列头,允许删除
private int rear; //队列尾,允许插入

//构造函数
public Queue(){
this(10);
}

public Queue(int initialSize){
if(initialSize >=0){
this.maxSize = initialSize;
data = new Object[initialSize];
front = rear =0;
}else{
throw new RuntimeException("初始化大小不能小于0:" + initialSize);
}
}

//判空
public boolean empty(){
return rear==front?true:false;
}

//插入
public boolean add(E e){
if(rear== maxSize){
throw new RuntimeException("队列已满,无法插入新的元素!");
}else{
data[rear++]=e;
return true;
}
}

//返回队首元素,但不删除
public E peek(){
if(empty()){
throw new RuntimeException("空队列异常!");
}else{
return (E) data[front];
}
}

//出队
public E poll(){
if(empty()){
throw new RuntimeException("空队列异常!");
}else{
E value = (E) data[front]; //保留队列的front端的元素的值
data[front++] = null; //释放队列的front端的元素
return value;
}
}

//队列长度
public int length(){
return rear-front;
}
}

Ⅸ java动态增长队列的实现

java里面支持队列这种数据结构,只要实现Queue<E>接口即可,比如下面实现了一个能容纳String的队列:
import java.util.*;
public class DynamicQueue{
private Queue<String> queue = new LinkedList<String>();
public void enque(String s) {
queue.offer(s);
}
public String deque() {
return queue.poll();
}
public static void main(String[] args){
DynamicQueue d_queue = new DynamicQueue();
d_queue.enque("123");
d_queue.enque("234");
d_queue.enque("345");
System.out.println(d_queue.deque());
System.out.println(d_queue.deque());
System.out.println(d_queue.deque());
}
}

Ⅹ 单调队列怎么用java实现

单调队列是一种严格单调的队列,可以单调递增,也可以单调递减。队首位置保存的是最优解,第二个位置保存的是次优解,ect。。。

单调队列可以有两个操作:
1、插入一个新的元素,该元素从队尾开始向队首进行搜索,找到合适的位置插入之,如果该位置原本有元素,则替换它。
2、在过程中从队首删除不符合当前要求的元素。

单调队列实现起来可简单,可复杂。简单的一个数组,一个head,一个tail指针就搞定。复杂的用双向链表实现。

用处:
1、保存最优解,次优解,ect。
2、利用单调队列对dp方程进行优化,可将O(n)复杂度降至O(1)。也就是说,将原本会超时的N维dp降优化至N-1维,以求通过。这也是我想记录的重点
是不是任何DP都可以利用单调队列进行优化呢?答案是否定的。
记住!只有形如 dp[i]=max/min (f[k]) + g[i] (k<i && g[i]是与k无关的变量)才能用到单调队列进行优化。
优化的对象就是f[k]。

通过例题来加深感受
http://www.acm.uestc.e.cn/problem.php?pid=1685
我要长高
Description
韩父有N个儿子,分别是韩一,韩二…韩N。由于韩家演技功底深厚,加上他们间的密切配合,演出获得了巨大成功,票房甚至高达2000万。舟子是名很有威望的公知,可是他表面上两袖清风实则内心阴暗,看到韩家红红火火,嫉妒心遂起,便发微薄调侃韩二们站成一列时身高参差不齐。由于舟子的影响力,随口一句便会造成韩家的巨大损失,具体亏损是这样计算的,韩一,韩二…韩N站成一排,损失即为C*(韩i与韩i+1的高度差(1<=i<N))之和,搞不好连女儿都赔了.韩父苦苦思索,决定给韩子们内增高(注意韩子们变矮是不科学的只能增高或什么也不做),增高1cm是很容易的,可是增高10cm花费就很大了,对任意韩i,增高Hcm的花费是H^2.请你帮助韩父让韩家损失最小。
Input
有若干组数据,一直处理到文件结束。 每组数据第一行为两个整数:韩子数量N(1<=N<=50000)和舟子系数C(1<=C<=100) 接下来N行分别是韩i的高度(1<=hi<=100)。

首先建立方程,很容易想到的是,dp[i][j]表示第 i 个儿子身高为 j 的最低花费。分析题目很容易知道,当前儿子的身高花费只由前一个儿子影响。因此,
dp[i][j]=min(dp[i-1][k] + abs(j-k)*C + (x[i]-j)*(x[i]-j));其中x[i]是第i个儿子原本的身高
我们分析一下复杂度。
首先有N个儿子,这需要一个循环。再者,每个儿子有0到100的身高,这也需要一维。再再者,0到100的每一个身高都可以有前一位儿子的身高0到100递推而来。
所以朴素算法的时间复杂度是O(n^3)。题目只给两秒,难以接受!
分析方程:
当第 i 个儿子的身高比第 i-1 个儿子的身高要高时,
dp[i][j]=min(dp[i-1][k] + j*C-k*C + X); ( k<=j ) 其中 X=(x[i]-j)*(x[i]-j)。
当第 i 个儿子的身高比第 i-1 个儿子的身高要矮时,
dp[i][j]=min(dp[i-1][k] - j*C+k*C + X); ( k>=j )
对第一个个方程,我们令 f[i-1][k]=dp[i-1][k]-k*C, g[i][j]=j*C+X; 于是 dp[i][j] = min (f[i-1][k])+ g[i][j]。转化成这样的形式,我们就可以用单调队列进行优化了。
第二个方程同理。
接下来便是如何实现,实现起来有点技巧。具体见下

View Code

还有一个比较适合理解该优化方法的题目是HDU 3401http://acm.h.e.cn/showproblem.php?pid=3401
大概题目便是:一个人知道接下来T天的股市行情,想知道最终他能赚到多少钱。
构造状态dp[i][j]表示第i 天拥有 j只股票的时候,赚了多少钱
状态转移有:
1、从前一天不买不卖:
dp[i][j]=max(dp[i-1][j],dp[i][j])
2、从前i-W-1天买进一些股:
dp[i][j]=max(dp[i-W-1][k]-(j-k)*AP[i],dp[i][j])
3、从i-W-1天卖掉一些股:
dp[i][j]=max(dp[i-W-1][k]+(k-j)*BP[i],dp[i][j])
这里需要解释一下为什么只考虑第i-W-1天的买入卖出情况即可。想想看,i-W-2天是不是可以通过不买不卖将自己的最优状态转移到第i-W-1天?以此类推,之前的都不需要考虑了,只考虑都i-W-1天的情况即可。

对买入股票的情况进行分析,转化成适合单调队列优化的方程形式
dp[i][j]=max(dp[i-W-1][k]+k*AP[i])-j*AP[i]。令f[i-W-1][k]=dp[i-W-1][k]+k*AP[i],则dp[i][j]=max(f[i-W-1][k]) - j*AP[i]。
这便可以用单调队列进行优化了。卖股的情况类似分析。

View Code

最后再说一个应用,用单调队列来优化多重背包问题 h 2191
如果有n个物品,每个物品的价格是w,重量是c,且每个物品的数量是k,那么用这样的一些物品去填满一个容量为m的背包,使得得到的背包价值最大化,这样的问题就是多重背包问题。
对于多重背包的问题,有一种优化的方法是使用二进制优化,这种优化的方法时间复杂度是O(m*∑log k[i]),具体可以见
http://www.cnblogs.com/ka200812/archive/2011/08/06/2129505.html
而利用单调队列的优化,复杂度是O(mn)

首先,对于第i件物品,如果已知体积为V,价值为W,数量为K,那么可以按照V的余数,将当前的体积J分成V组(0,1,....V-1)。
对于任意一组,可以得到转移方程:f[i*V+c]=f[k*V+c]+(i-k)*W,其中c是V组分组中的任意一个
令f[i*V+c]=dp[i],那么就得到dp[i]=dp[k]+(i-k)*W (k>=i-K)
将dp[k]-k*W看做是优化函数,那么就可以运用单调队列来优化了

热点内容
循迹小车算法 发布:2024-12-22 22:28:41 浏览:82
scss一次编译一直生成随机数 发布:2024-12-22 22:04:24 浏览:956
嫁接睫毛加密 发布:2024-12-22 21:50:12 浏览:975
linuxbin文件的安装 发布:2024-12-22 21:46:07 浏览:798
vlcforandroid下载 发布:2024-12-22 21:45:26 浏览:664
电脑做网关把数据发送至服务器 发布:2024-12-22 21:44:50 浏览:432
新华三代理什么牌子的服务器 发布:2024-12-22 21:33:21 浏览:342
欢太会员密码是什么 发布:2024-12-22 20:57:28 浏览:74
sqllocaldb 发布:2024-12-22 20:07:08 浏览:126
如何找到我的服务器 发布:2024-12-22 19:52:14 浏览:301