Question

我很难理解这个数据结构。在我的课程中，我们使用以下代码使用链接列表实现队列：

class Queue
{
    private Item sentinel , tail;

    public Queue () {
        sentinel = new Item(0,null); 
        tail = sentinel;
    }

    public void enqueue(int value) {
        tail.next = new Item(value , null);
        tail = tail.next; 
    }

    public int dequeue ()
    {
        int value = sentinel.next.value;
        sentinel.next = sentinel.next.next;
        return value; 
    } 
}

我不知道这应该如何工作，当我们调用构造函数方法时，我们sentinel[0|null]然后我们让tail=sentinel，tail[0|null]。通过致电.enqueue(x)，我们得到以下信息：

[0|pointer to tail],  tail[x|null]

如果我们现在致电.dequeue()，sentinel.next为null。

我向我的讲师询问了这个问题，我收到了以下回复，这对我来说并不是更清楚：“当我们通过Queue q = new Queue();调用构造函数时，我们将创建虚拟项目sentinel，其值为零，其下一个指针为空。同时我们让尾部指向sentinel。所以显然向队列中添加元素不是问题。“

我看不到让尾巴指向哨兵的位置：/

Answer 1

事实上，你的直觉是正确的。这个课程不能正常工作。

当你排队的东西，它运作良好 - 在尾部添加东西，一切正常。

当您将所有物品出列时，麻烦就开始了。当您这样做时，sentinel.next将变为null - 您已从队列中删除了所有内容 - 但tail仍将指向您排队的最后一项。所以基本上你的尾巴与你的sentinel断开了。

您可以将这些内容排入队列，并将其添加到旧尾后，但不再可以从sentinel访问。如果您尝试将任何内容进一步出列，您将获得NullPointerException。

为了证明这一点，我在您的Queue类中添加了以下方法（并添加了Item类，因为您没有将它放在帖子中）：

@Override
public String toString() {
    StringBuilder sb = new StringBuilder("Queue: ");
    for ( Item item = sentinel.next; item != null; item = item.next ) {
        sb.append('[').append(item.value).append(']');
    }
    return sb.toString();
}

现在，有了这个主程序：

public static void main(String[] args) {

    Queue queue = new Queue();
    queue.enqueue(5);
    queue.enqueue(10);
    System.out.println(queue);
    queue.dequeue();
    System.out.println(queue);
    queue.dequeue();
    System.out.println(queue);
    queue.enqueue(15);
    queue.enqueue(20);
    System.out.println(queue);
    queue.dequeue();
    System.out.println(queue);
}

你得到：

Queue: [5][10]
Queue: [10]
Queue: 
Queue: 
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
        at testing.Queue.dequeue(SimpleTest.java:48)
        at testing.SimpleTest.main(SimpleTest.java:27)

你应该得到的是：

Queue: [5][10]
Queue: [10]
Queue: 
Queue: [15][20]
Queue: [20]

要实现这一点，您必须在出列时到达时纠正尾部。

public int dequeue ()
{
    int value = sentinel.next.value;
    if ( sentinel.next == tail ) {
        tail = sentinel;
    }
    sentinel.next = sentinel.next.next;
    return value; 
}

实际上，当队列为空时，还应该保护dequeue()方法不被调用。抛出一个NullPointerException并不好，一个更明智的例外会更好。事实上它有助于创造一个更优雅的dequeue()，而不是纠正尾巴，我们只需更改哨兵 - 抛弃旧哨兵并使用我们刚出列的项目作为我们的新哨兵：

public int dequeue ()
{
    int value = sentinel.next.value;
    if ( sentinel.next == null ) {
        throw new IllegalStateException("No items to dequeue");
    }
    sentinel = sentinel.next;
    return value; 
}

如果我们没有进行空检查，那么当我们尝试出列时，sentinel将变为null，然后我们再也无法出列。通过空检查，我们确保我们有一个要出列的项目，它就成了哨兵。如果它恰好是队列中的最后一项，那么我们tail和sentinel指向相同的项目，就像他们在开始时所做的那样，因此我们知道我们可以继续添加项目可通过sentinel访问。

请注意，在尝试出队之前检查队列是否为空的方法也会派上用场。

Answer 2

如果我们现在调用.dequeue（），则sentinel.next仍然指向null。这个不对。 senitel只在构造函数中初始化，不再进一步改变。

所以，在connstructor之后你得到 - （Senitel） - ＆gt; null和here指向Senitel。你拨打enqueue就可以了。（Senitel） - ＆gt; （Element1） - ＆gt;空值。这里，尾部指向Element1和Senitel仍然指向（Senitel）。你叫dequeue，它变成（Senitel） - ＆gt;空。

使用链接列表进行排队 - 这应该如何运作？

2 个答案: