数据结构 （10）队列
前言
队列是一种特殊的数据结构，它遵循先进先出（FIFO，First In First Out）的原则。
一、定义与基本概念
定义：队列是一种只允许在一端（队尾）进行插入操作，而在另一端（队头）进行删除操作的线性表。
基本概念：
- 队头（Front）：允许删除的一端，又称队首。
- 队尾（Rear）：允许插入的一端。
- 空队列：不包含任何元素的队列。
- 入队：将元素添加到队尾的操作。
- 出队：从队头移除元素并返回该元素的操作。
二、存储结构
队列可以根据存储方式的不同，分为以下两种类型：
顺序队列：
- 所有队列元素都存储在连续的地址空间中，因此可以通过数组来实现。
- 顺序队列的容量是固定的，不易扩容，可能导致空间浪费，同时需要注意元素溢出等问题。
链式队列：
- 采用链式方式存储，可以通过链表实现。
- 链式队列可以做到无限扩容，提高了内存利用率。
三、特殊队列类型
除了基本的顺序队列和链式队列外，还有多种特殊类型的队列，如：
- 阻塞队列：当队列为空时，会阻塞出队操作；当队列满时，会阻塞入队操作。
- 优先队列：队列中每个元素都有一个优先级别属性，元素的出队操作取决于这个优先级别属性，即优先级别高的元素会优先出队。
- 延迟队列：队列中每个元素都标记一个时间记录，元素只有在指定的延时时间后才会触发出队操作。
- 循环队列：使用数组实现队列时，通过把队头和队尾相连接，即当队尾到达数组的尾端时可以“绕回”数组的开头，以提高数组空间利用率。
- 双端队列：两端都可以进行入队和出队操作的数据结构。
四、基本操作与实现
- 初始化队列：创建一个空队列。
- 入队操作：将元素添加到队尾。
- 出队操作：从队头移除元素并返回该元素。
- 获取队头元素：查看队头元素但不移除它。
- 检查队列是否为空：判断队列是否包含元素。
- 获取队列长度：返回队列中当前元素的数量。
五、应用场景
- 任务调度：在操作系统中，队列用于管理任务的执行顺序。
- 数据缓冲：在生产者-消费者模型中，队列用于存储生产者生成的数据，以便消费者按顺序处理。
- 广度优先搜索（BFS）：在图论算法中，队列用于实现广度优先搜索。
- 网络请求处理：在服务器中，队列用于管理请求的处理顺序。
- 消息队列：在消息系统中，消息发送者将消息添加到队列的尾部，而消息接收者从队列的头部获取消息进行处理。这种方式可以实现消息的异步处理，提高系统的并发能力。
结语
往往是最后一刻的努力
才铸就了辉煌
！！！
