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这篇文章介绍了队列（Queue）这种线性数据结构，它遵循先进先出（FIFO）的原则。文章定义了队列的几个关键概念，包括队头、队尾、队长和容量，并介绍了队列的几个基本操作，如enqueue（入队）、dequeue（出队）、front/head/peek（获取队头元素）、rear/tail（获取队尾元素）、isEmpty（判空）和isFull（判满）。文章还讨论了队列的两种实现方式：基于数组和基于链表。基于数组的实现需要维护数组、大小、容量和队头指针，并处理上溢和下溢的情况；基于链表的实现则需要封装节点类型，维护队头和队尾指针，并处理判空和指针的更新。

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简单队列(Queue)

队列是一种线性数据结构，遵循元素先进先出的元素访问原则。

对于队列我们关注以下概念：

  • 队头(front | head)：队列中准备出队的一端。
  • 队尾(rear | tail)：队列中元素入队的一端。
  • 队长(size)：队列中元素的个数。
  • 容量(capacity)：队列可容纳的最大元素数量。

对于队列我们关注以下几个操作：

  • enqueue：将元素插入队尾。
  • dequeue：将元素从队头删除。
  • front | head | peek：获取队头元素。
  • rear | tail：获取队尾元素。
  • isEmpty：判断队列是否为空。
  • isFull：判断队列是否已满。

基于数组实现

  • 初始化数组相关变量$data$、$size$(初始0)、$capacity$以及队头指针$front$(初始0)。
  • 编写溢出函数时，$size==0$判定队空，$size==capacity$判定队满。
  • 编写插入函数时，进行上溢判断后计算队尾坐标$rear=(front+size)\%capacity$插入元素，并对size加1。
  • 编写弹出函数时，进行下溢判断后更新队头坐标$front=(front+1)\%capacity$，并对size减少1。
基于链表实现 
  • 封装带$data$(初始为空)和$next$(初始为空)变量的节点类型，初始化队头指针$front$(初始为null)和队尾指针$rear$(初始为null)。
  • 编写溢出函数时，$front==rear==null$判定队空。
  • 编写插入函数时，队空时队头和队尾指针指向新节点即可，否则队尾节点指向新节点然后队尾指针指向新节点。
  • 编写弹出函数时，下溢判断后将队头指针指向下下个节点。