数据结构中队列的应用

想象一下在电影院售票处排队的情景。当排在队伍最前面的人买到票离开后，新来的人会加入到队伍的末尾。

队列数据结构：它是什么？

队列是一种线性数据结构，包含一系列有序的元素。它是一种抽象数据类型，部分类似于栈。

与栈不同，我们可以对队列的两端进行操作。

我们在队列的一端添加数据，在另一端移除数据。

想象一下在电影院售票处排队的情景。当排在队伍最前面的人买到票离开后，新来的人会加入到队伍的末尾。

队列的功能基于“先进先出”（First In First Out）原则，其运作方式也遵循这个理念。

基本的队列操作

我们可以在队列上执行以下操作：

• enqueue()：将元素添加到队列的后端的操作称为入队（enqueue）。
• Dequeue()：此函数允许我们从队列的前端访问或移除元素，称为出队（dequeue）。
• 使用 peek() 函数，请求的元素会被移到队列的前端，但不会被删除。
• isEmpty()：确定队列是否为空。
• isFull()：确定队列是否已满。

我们应该已经意识到，队列的这两个不同功能需要两个指针。rear 指针指向新插入的元素，而 front 指针用于访问或出队元素。

队列如何运作？

队列的操作如下：

• front 指针指向队列的第一个元素。
• rear 指针指向队列的最后一个元素。
• 在一个空队列中，我们将 front 和 rear 的值都设为 1。

入队操作

需要检查队列是否已满。

• 将 front 的值修改为 0。
• 将 rear 指向的元素设为 1。
• 在 rear 指向的位置插入新元素。

出队操作

• 验证队列是否为空。
• 应该返回 front 位置的元素。
• 如果我们增加 front 索引 1，rear 保持不变。

这将使我们能够逐个执行出队操作，直到我们将两个指针都重置为 1，从而创建一个空队列。