Deque 实现

Deque 是一种双端队列，能够高效地进行队列操作。其实现方式基于 LinkedList 和哨兵节点，提供了 O(1) 时间复杂度的 enqueue 和 dequeue 操作。

代码结构

public class Deque
   
     implements Iterable
    
      {    private int num;    private Node first, last;        private class Node {        Item item;        Node next;        Node prev;    }        public Deque() {        num = 0;        first = last = null;    }        public boolean isEmpty() {        return first == null;    }        public int size() {        return num;    }        // 更多方法...}

方法实现

addFirst: 将元素添加到队列前端。

addLast: 将元素添加到队列末尾。

removeFirst: 从队列前端移除元素。

removeLast: 从队列末尾移除元素。

iterator: 提供逐个访问队列元素的迭代器。

示例

Deque
   
     dq = new Deque<>();dq.addFirst("I");dq.addFirst("am");dq.addLast("Gals");// 其他操作...for (String s : dq) {    System.out.println(s);}

随机队列实现

RandomizedQueue 使用动态大小的数组，确保在 dequeue 操作后尽量避免存储已删除的元素。

基本实现

public class RandomizedQueue
   
     implements Iterable
    
      {    private Item[] que;    private int num;        public RandomizedQueue() {        que = (Item[]) new Object[2];        num = 0;    }        // 更多方法...}

核心方法

enqueue: 通过 resize 调整数组大小，确保有足够空间。

dequeue: 随机选择一个位置来移除元素，防止尾端 loitering。

示例

RandomizedQueue
   
     r = new RandomizedQueue<>();// 读取并添加所有输入while (!StdIn.isEmpty()) {    String s = StdIn.readString();    r.enqueue(s);}int k = Integer.parseInt(args[0]);// 输出前 k 个唯一元素int count = 0;for (String ss : r) {    if (count < k) {        System.out.println(ss);        count++;    } else {        break;    }}

排序 demonstrate 实现

Permutation 类使用 RandomizedQueue 来处理输入并输出指定数量的随机数据。

方法描述

RandomizedQueue 对于处理动态大小的队列非常方便。

enqueue 操作允许多个输入元素。

dequeue 操作通过随机选择确保每个元素独立访问。

错误处理

避免直接调用 StdIn.readAllStrings。

避免不必要的性能开销。

总结

这些实现展示了如何在 Java 中高效地处理队列和随机数据。Deque 和 RandomizedQueue 各具特色，前者并发处理，后者防止 loitering。Permutation 类则结合了这两者的优势，确保输出符合要求。

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