为什么说顺序存储无法满足允许队列占用空间的增加

(仅考虑考研题)这里的顺序存储是默认使用静态数组来实现吗,如果使用动态数组不是可以实现占用空间增加这一条件吗

有个malloc分配了100个元素的数组,现在元素要扩大到200,是不是要重新申请空间,然后再复制过去。
如果用链表方式就不存在这个问题了,一直扩展就行。

【以下回答由 GPT 生成】

回答:

当我们讨论顺序存储时,一般是指使用静态数组来实现队列。静态数组的大小是固定的,一旦初始化后就无法进行扩容或缩容。这样就导致了以下问题:

  1. 初始空间预留问题:在使用静态数组实现队列时,我们需要预先分配一定大小的数组空间,作为队列的存储空间。但是,预分配的空间可能过大,导致浪费空间;或者过小,无法满足实际需求。

  2. 空间利用率问题:在使用静态数组实现队列时,如果队列的元素个数小于数组的大小,会导致数组中有很多空闲的元素位置,造成了空间浪费。

  3. 扩容缩容问题:在使用静态数组实现队列时,如果队列的元素个数超过了数组的大小,需要进行扩容操作,即重新申请一个更大的数组,将原有的元素拷贝到新的数组中。这个操作比较耗时,并且需要额外的空间来保存拷贝的元素。同样地,如果队列的元素个数减少,需要进行缩容操作,即重新申请一个较小的数组,同样也需要进行元素的拷贝操作。

如果使用动态数组来实现队列,可以解决上述问题。动态数组在队列元素个数超过数组大小时,可以动态地进行扩容操作,即申请一个更大的数组,并将原有的元素拷贝到新的数组中。同样地,如果队列元素个数减少,可以动态地进行缩容操作,即申请一个较小的数组,并将元素拷贝到新的数组中。

以下是一个使用动态数组实现队列的示例代码,其中使用ArrayList作为动态数组:

import java.util.ArrayList;

public class DynamicArrayQueue<T> {
    private ArrayList<T> data;
    private int front;
    private int rear;

    public DynamicArrayQueue() {
        data = new ArrayList<>();
        front = 0;
        rear = 0;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return front == rear;
    }

    public int size() {
        return rear - front;
    }

    public void enqueue(T element) {
        data.add(element);
        rear++;
    }

    public T dequeue() {
        if (isEmpty()) {
            throw new IllegalStateException("Queue is empty");
        }
        T element = data.get(front);
        front++;
        // 判断是否需要进行缩容操作
        if (size() < data.size() / 4) {
            resize(data.size() / 2);
        }
        return element;
    }

    private void resize(int capacity) {
        ArrayList<T> newData = new ArrayList<>(capacity);
        for (int i = front; i < rear; i++) {
            newData.add(data.get(i));
        }
        data = newData;
        rear = size();
        front = 0;
    }
}


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