数据结构中的队列类型

在本文中，我们将讨论队列的类型。但在讨论类型之前，我们应该先简要介绍一下队列。

什么是队列？

队列是一种数据结构，类似于现实世界中的队列。队列是一种数据结构，其中先进先出 (FIFO) 原则得到遵循。队列也可以定义为一种列表或集合，其中插入操作从一端（称为队列的**后端**或**尾部**）进行，而删除操作从另一端（称为队列的**前端**或**头部**）进行。

队列的现实世界示例是电影院外的售票队列，排在队列中的第一个人先拿到票，最后一个人最后拿到票。数据结构中的队列遵循类似的方法。

队列的表示如下图所示 -

现在，让我们转向队列的类型。

队列的类型

队列有四种不同的类型，如下所列 -

• 简单队列或线性队列
• 循环队列
• 优先队列
• 双端队列 (或 Deque)

让我们讨论每种队列类型。

简单队列或线性队列

在线性队列中，插入操作从一端进行，而删除操作从另一端进行。进行插入操作的一端称为后端，进行删除操作的一端称为前端。它严格遵循 FIFO 规则。

使用线性队列的主要缺点是插入只能从后端进行。如果从队列中删除了前三个元素，即使线性队列中仍有空间，我们也无法插入更多元素。在这种情况下，线性队列显示溢出条件，因为后端指向队列的最后一个元素。

要了解更多关于数据结构中队列的信息，您可以点击链接 - 数据结构-队列

循环队列

在循环队列中，所有节点都表示为循环的。它类似于线性队列，只是队列的最后一个元素连接到第一个元素。它也称为环形缓冲区，因为所有端点都连接到另一端。循环队列的表示如下图所示 -

线性队列中出现的缺点通过使用循环队列来克服。如果循环队列中有空闲空间，可以通过简单地增加后端的值将新元素添加到空闲空间中。使用循环队列的主要优点是更好地利用内存。

要了解更多关于循环队列的信息，您可以点击链接 - 循环队列

优先队列

这是一种特殊类型的队列，其中元素根据优先级进行排列。它是一种特殊类型的队列数据结构，其中每个元素都关联着一个优先级。假设一些元素具有相同的优先级，它们将根据 FIFO 原则进行排列。优先级队列的表示如下图所示 -

优先级队列中的插入基于到达，而优先级队列中的删除基于优先级。优先级队列主要用于实现 CPU 调度算法。

优先级队列有两种类型，讨论如下 -

• 升序优先级队列 - 在升序优先级队列中，元素可以以任意顺序插入，但只能首先删除最小的元素。假设一个数组中元素为 7、5 和 3，顺序相同，那么插入可以按相同的顺序进行，但删除元素的顺序是 3、5、7。
• 降序优先级队列 - 在降序优先级队列中，元素可以以任意顺序插入，但只能首先删除最大的元素。假设一个数组中元素为 7、3 和 5，顺序相同，那么插入可以按相同的顺序进行，但删除元素的顺序是 7、5、3。

要了解更多关于优先级队列的信息，您可以点击链接 - ds-优先级队列

双端队列 (或 Deque)

在双端队列（或双向队列）中，插入和删除操作可以在队列的两端进行，无论是从前端还是后端。这意味着我们可以从队列的前端和后端插入和删除元素。双端队列可以作为回文检查器使用，这意味着如果我们从两端读取字符串，字符串将是相同的。

双端队列既可以作为栈也可以作为队列使用，因为它允许在两端进行插入和删除操作。双端队列可以被视为栈，因为栈遵循 LIFO（后进先出）原则，其中插入和删除都只能从一端执行。在双端队列中，可以从一端执行插入和删除，并且双端队列不遵循 FIFO 原则。

双端队列的表示如下图所示 -

要了解更多关于双端队列的信息，您可以点击链接 - ds-双端队列

双端队列有两种类型，讨论如下 -

• 输入受限双端队列 - 顾名思义，在输入受限队列中，插入操作只能在一端执行，而删除操作可以从两端执行。
  
• 输出受限双端队列 - 顾名思义，在输出受限队列中，删除操作只能在一端执行，而插入操作可以从两端执行。
  

现在，让我们看看对队列执行的操作。

对队列执行的操作

可以对队列执行的基本操作如下所列 -

• 入队 (Enqueue): 入队操作用于在队列的后端插入元素。它返回 void。
• 出队 (Dequeue): 它从队列的前端执行删除操作。它还返回从前端删除的元素。它返回一个整数值。
• 查看 (Peek): 这是第三个操作，它返回队列中由前端指针指向的元素，但不删除它。
• 队列溢出 (isfull): 当队列完全满时，它显示溢出条件。
• 队列下溢 (isempty): 当队列为空时，即队列中没有元素时，它显示下溢条件。

现在，让我们看看实现队列的方法。

实现队列的方法

有两种实现队列的方法

• 使用数组实现： 队列中的顺序分配可以使用数组实现。有关更多详细信息，请点击以下链接：数组表示的队列
• 使用链表实现： 队列中的链表分配可以使用链表实现。有关更多详细信息，请点击以下链接：链表实现的队列

这就是本文的全部内容。希望本文能为您提供帮助和信息。