数据结构--队列

1. 定义

队列是先进先出（FIFO）的线性数据结构，元素从队尾入队，队头出队。

2. 核心操作

• 入队（enqueue）：在队尾添加元素，若队列满则抛出异常或进行扩容。

• 出队（dequeue）：删除并返回队头元素，若队列为空则抛出异常。

• 判空（isEmpty）：判断队列中是否存在元素。

• 查看队头（peek）：返回队头元素但不删除。

• 查看大小（size）：获取队列中元素的个数。

3. 常见实现方式

4. 数组实现（顺序队列）

◦ 用数组存储元素，维护队头指针front和队尾指针rear。

◦ 存在假溢出问题，可通过循环队列解决。

◦ 循环队列判满：(rear + 1) % capacity == front；判空：front == rear。

2. 链表实现（链式队列）

◦ 用单链表存储元素，队头指向链表头节点，队尾指向链表尾节点。

◦ 入队、出队操作时间复杂度均为O(1)，无需考虑扩容。

4. 典型应用

• 任务排队（如打印机任务队列、线程池任务队列）

• 广度优先搜索（BFS）

• 消息队列系统