队列

队列(Queue)是只允许在一端进行插入操作,而在另一端进行删除操作的线性表。

队列是一种先进先出(First In First Out)的线性表,简称 FIFO。允许插入的一端称为队尾,允许删除的一端称为队头。假设队列是 q = (a1, a2, ..., an),那么 a1 就是队头元素,二 an 是队尾元素。这样我们就可以删除时,总是 从 a1 开始,而插入时,列在最后。这也比较符合我们通常生活中的习惯,排在第一个的优先出列,最后来的当然排在队伍最后。

先进先出的数据结构

在 FIFO 数据结构中,将首先处理添加到队列中的第一个元素。

如上图所示,队列是典型的 FIFO 数据结构。插入(insert)操作也称作入队(enqueue),新元素始终被添加在 队列的末尾。 删除(delete)操作也被称为出队(dequeue)。 你只能移除 第一个元素

实现

为了实现队列,我们可以使用动态数组和指向队列头部的索引。

如上所述,队列应支持两种操作:入队和出队。入队会向队列追加一个新元素,而出队会删除第一个元素。 所以我们需要一个 索引 来指出起点。

缺点

上面的实现很简单,但在某些情况下效率很低。 随着起始指针的移动,浪费了越来越多的空间。 当我们有空间限制时,这将是难以接受的。

队列实现缺点1

让我们考虑一种情况,即我们只能分配一个最大长度为 5 的数组。当我们只添加少于 5 个元素时,我们的解决方案很有效。 例如,如果我们只调用入队函数四次后还想要将元素 10 入队,那么我们可以成功。

但是我们不能接受更多的入队请求,这是合理的,因为现在队列已经满了。但是如果我们将一个元素出队呢?

队列实现缺点2

实际上,在这种情况下,我们应该能够再接受一个元素。