使用链表实现队列：C#

Question

我正在学习数据结构。今天，我想用链表来实现队列。因为我们有队列入口点的 FRONT 和 REAR 第一个索引。如果有人要求我使用 Linked List 实现 Queue，请确认我的以下实现（我能够在没有 REAR 对象的情况下实现 Queue 目标。）

这个实现有效吗？

class Queue
{
    Node head;
    class Node
    {
        public int Value;
        public Node next;

        public Node()
        {
            next = null;
        }
    }

    public void addElement(int val)
    {
        if (head == null)
        {
            Node temp = new Node();
            temp.Value = val;
            head = temp;
            return;
        }

        Node tempNode = head;
        while (tempNode.next != null)
        {
            tempNode = tempNode.next;
        }

        Node newElement = new Node();
        newElement.Value = val;
        tempNode.next = newElement;
    }

    public void Dequeue()
    {
        if (head != null)
        {
            if (head.next != null)
            {
                head = head.next;
                return;
            }
            head = null;
        }
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Queue queue = new Queue();
        queue.addElement(10);
        queue.addElement(20);
        queue.addElement(30);
        queue.addElement(40);

        queue.Dequeue();
        queue.Dequeue();
        queue.Dequeue();
        queue.Dequeue();
    }
}

Answer 1

好吧，如果我们想要有 front 和 rear 两端，让我们拥有它们：

private Node m_Head;
private Node m_Tail;

你只有一个Node head; 字段，这就是为什么你的实现至少效率低：你有O(N) 的时间复杂度到addElement：

...
while (tempNode.next != null)
{
    tempNode = tempNode.next;
}
...

当你可以轻松拥有O(1)

我建议使用 典型 名称，例如 Enqueue 而不是 addElement 并使用 Try 方法（通常，如果队列为空，我们不希望出现异常）。最后，让我们使用泛型：MyQueue<T> 其中T 是项目的类型。

public class MyQueue<T> {
  private class Node {
    public Node(Node next, T value) {
      Next = next;
      Value = value;
    }

    public Node Next { get; internal set; }
    public T Value { get; }
  }

  private Node m_Head;
  private Node m_Tail;

  public void Enqueue(T item) {
    Node node = new Node(null, item);

    if (m_Tail == null) {
      m_Head = node;
      m_Tail = node;
    }
    else {
      m_Tail.Next = node;
      m_Tail = node;
    }
  }

  public bool TryPeek(out T item) {
    if (m_Head == null) {
      item = default(T);

      return false;
    }

    item = m_Head.Value;

    return true;
  }

  public T Peek() {
    if (m_Head == null)
      throw new InvalidOperationException("Queue is empty.");

    return m_Head.Value;
  }

  public bool TryDequeue(out T item) {
    if (m_Head == null) {
      item = default(T);

      return false;
    }

    item = m_Head.Value;
    m_Head = m_Head.Next;

    return true;
  }

  public T Dequeue() {
    if (m_Head == null)
      throw new InvalidOperationException("Queue is empty.");

    T item = m_Head.Value;
    m_Head = m_Head.Next;

    return item;
  }
}