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1.队列（Queue）
1.1概念
队列 ：只允许在一端进行插入数据操作，在另一端进行删除数据操作的特殊线性表，队列具有先进先出FIFO(First In First Out) 入队列：进行插入操作的一端称为队尾 （Tail/Rear） 出队列：进行删除操作的一端称为队头 （Head/Front）
生活实例：
食堂排队打饭，先排队的先打到饭
1.2队列的使用
在Java中，Queue是个接口，底层是通过链表实现的。
队列的方法：
|-------------------|-------------|
| 方法 | 功能 |
| boolean offer(E e) | 入队列 |
| E poll() | 出队列 |
| peek() | 获取队头元素 |
| int size() | 获取队列中有效元素个数 |
| boolean isEmpty() | 检测队列是否为空 |
**注意：**Queue是个接口，在实例化时必须实例化LinkedList的对象，因为LinkedList实现了Queue接口。
public static void main(String[] args) {
Queue<Integer> q = new LinkedList<>();
q.offer(1);
q.offer(2);
q.offer(3);
q.offer(4);
q.offer(5); // 从队尾入队列
System.out.println(q.size());
System.out.println(q.peek()); // 获取队头元素
q.poll();
System.out.println(q.poll()); // 从队头出队列，并将删除的元素返回
if(q.isEmpty()){
System.out.println("队列空");
}else{
System.out.println(q.size());
}
}
1.3队列的模拟实现
队列中既然可以存储元素，那底层肯定要有能够保存元素的空间，通过前面线性表的学习了解到常见的空间类型有 两种：顺序结构和链式结构。
public class Queue {
// 双向链表节点
public static class ListNode{
ListNode next;
ListNode prev;
int value;
ListNode(int value){
this.value = value;
}
}
ListNode first; // 队头
ListNode last; // 队尾
int size = 0;
// 入队列---向双向链表位置插入新节点
public void offer(int e){
ListNode newNode = new ListNode(e);
if(first == null){
first = newNode;
// last = newNode;
}else{
last.next = newNode;
newNode.prev = last;
// last = newNode;
}
last = newNode;
size++;
}
// 出队列---将双向链表第一个节点删除掉
public int poll(){
// 1. 队列为空
// 2. 队列中只有一个元素----链表中只有一个节点---直接删除
// 3. 队列中有多个元素---链表中有多个节点----将第一个节点删除
int value = 0;
if(first == null){
return null;
}else if(first == last){
last = null;
first = null;
}else{
value = first.value;
first = first.next;
first.prev.next = null;
first.prev = null;
}
--size;
return value;
}
// 获取队头元素---获取链表中第一个节点的值域
public int peek(){
if(first == null){
return null;
}
return first.value;
}
public int size() {
return size;
}
public boolean isEmpty(){
return first == null;
}
}
1.4循环队列
实际中我们有时还会使用一种队列叫循环队列。环形队列通常使用数组实现。
1.4.1循环队列下标偏移
往后偏移offset个单位
index是当前位置数组下标，offset是需要往后走的单位
偏移后数组下标计算：（index+offset）%array.length
往前偏移offset个单位
index是当前位置数组下标，offset是需要往后走的单位
偏移后数组下标计算：（index+array.length-offset）%array.length
往前走offset步就相当于往后走array.length-offset步
1.4.2如何区分队列是空还是满
通过添加 size 属性记录，如果size等于数组长度则满，否则不满
保留一个位置，
使用标记，判断尾的下一个是不是头
设计你的循环队列实现。 循环队列是一种线性数据结构，其操作表现基于 FIFO（先进先出）原则并且队尾被连接在队首之后以形成一个循环。它也被称为"环形缓冲器"。
循环队列的一个好处是我们可以利用这个队列之前用过的空间。在一个普通队列里，一旦一个队列满了，我们就不能插入下一个元素，即使在队列前面仍有空间。但是使用循环队列，我们能使用这些空间去存储新的值。
你的实现应该支持如下操作：
MyCircularQueue(k): 构造器，设置队列长度为 k 。Front: 从队首获取元素。如果队列为空，返回 -1 。Rear: 获取队尾元素。如果队列为空，返回 -1 。enQueue(value): 向循环队列插入一个元素。如果成功插入则返回真。deQueue(): 从循环队列中删除一个元素。如果成功删除则返回真。isEmpty(): 检查循环队列是否为空。isFull(): 检查循环队列是否已满。
方法：
class MyCircularQueue {
private int front;
private int rear;
private int[]arr;
private int k;
public MyCircularQueue(int k1) {
k=k1+1;
arr=new int[k];
}
public boolean enQueue(int value) {
if(isFull()){
return false;
}
arr[rear]=value;
rear=(rear+1)%k;
return true;
}
public boolean deQueue() {
if(isEmpty()){
return false;
}
front=(front+1)%k;
return true;
}
public int Front() {
if(isEmpty()){
return -1;
}
return arr[front];
}
public int Rear() {
if(isEmpty()){
return -1;
}
return arr[(rear-1+k)%k];
}
public boolean isEmpty() {
return front==rear;
}
public boolean isFull() {
return (rear+1)%k==front;
}
}
1.5双端队列 (Deque)
双端队列（deque）是指允许两端都可以进行入队和出队操作的队列，deque 是 "double ended queue" 的简称。 那就说明元素可以从队头出队和入队，也可以从队尾出队和入队
Deque是一个接口，使用时必须创建LinkedList的对象。
Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();//双端队列的线性实现
Deque<Integer> queue = new LinkedList<>();//双端队列的链式实现
用队列实现栈
请你仅使用两个队列实现一个后入先出（LIFO）的栈，并支持普通栈的全部四种操作（
push、top、pop和empty）。实现
MyStack类：
void push(int x)将元素 x 压入栈顶。int pop()移除并返回栈顶元素。int top()返回栈顶元素。boolean empty()如果栈是空的，返回true；否则，返回false。
方法：
使用两个队列，队列一用来存储数据，队列二始终保持空，当入栈时，将数据入队到队列二，然后将队列一的数据出队后入队到队列二，将队列一和队列二互换，使得队头放后放入的数据，队尾放先放入的数据，完成入栈
出栈：出队队列一
top：返回队列一的队头元素
判断是否为空：调用isEmpty方法判断队列是否为空
class MyStack {
Queue<Integer>que1;
Queue<Integer>que2;
public MyStack() {
que1=new LinkedList<>();
que2=new LinkedList<>();
}
public void push(int x) {
que2.offer(x);
while(!(que1.isEmpty())){
que2.offer(que1.poll());
}
Queue<Integer>tmp=que1;
que1=que2;
que2=tmp;
}
public int pop() {
return que1.poll();
}
public int top() {
return que1.peek();
}
public boolean empty() {
return que1.isEmpty();
}
}
用栈实现队列
请你仅使用两个栈实现先入先出队列。队列应当支持一般队列支持的所有操作（
push、pop、peek、empty）：实现
MyQueue类：
void push(int x)将元素 x 推到队列的末尾int pop()从队列的开头移除并返回元素int peek()返回队列开头的元素boolean empty()如果队列为空，返回true；否则，返回false
方法：
创建两个栈，一个用来模拟入队，一个用来模拟出队，入队时，压栈进stack1，出队时先调用peek方法，然后再stack2出栈，peek方法是先判断stack2是否为空，不为空返回栈顶元素，为空就看stack1是否也为空，都为空说明队列为空，不为空就将stack1的元素出栈再压栈到stack2中，然后返回stack2的栈顶元素
判断是否为空，就判断两个栈是否都为空
class MyQueue {
private Stack<Integer> stack1;
private Stack<Integer> stack2;
public MyQueue() {
stack1=new Stack<>();
stack2=new Stack<>();
}
public void push(int x) {
stack1.push(x);
}
public int pop() {
peek();
return stack2.pop();
}
public int peek() {
if(!stack2.isEmpty()){
return stack2.peek();
}
if(stack1.isEmpty()){
return -1;
}
while(!stack1.isEmpty()){
stack2.push(stack1.pop());
}
return stack2.peek();
}
public boolean empty() {
return stack1.isEmpty()&&stack2.isEmpty();
}
}