队列(Queue)是一种线性数据结构,它有两个基本操作:入队(enqueue)和出队(dequeue),遵循先进先出(First In First Out,FIFO)的原则。队列可以用数组或链表来实现。
队列的先进先出原则是由其特殊的结构决定的。队列有两个指针,一个指向队头(front),一个指向队尾(rear)。当元素入队时,它会被添加到队尾,而当元素出队时,只能从队头开始出队。也就是说,先进入队列的元素自然会先被处理,这就保证了队列的先进先出。
与栈不同,栈有一个栈顶指针,只能从栈顶进行插入和删除操作。栈遵循先进后出(Last In Fisrt Out,LIFO)的原则。
队列是一种非常常见的数据结构,广泛应用于计算机科学中,例如操作系统调度、网络数据包处理、多任务处理、图形渲染、打印的排队等。此外,队列还可以作为其他数据结构,如哈希表和堆栈的基础。
队列可以使用数组或者链表来实现。使用数组实现的队列需要设置数组大小,并且要注意队列的大小不能超出数组的大小。使用链表实现的队列不需要担心队列大小的问题,可以实现动态扩容。
在实现队列的过程中需要注意的问题是,队列的空间初始分配不宜过少,否则可能会导致频繁的扩容操作,降低队列的效率。同时,当队列元素被频繁出队时,需要及时将出队的元素所占用的内存空间释放掉。