【 C 】队列简记

了解队列，不妨想象一下排队，比如在食堂排队打饭，先排上的人先接受服务，接受完服务之后退出（出队），后来的人只有在队尾插入队列（入队）。因此队列有队列头和队列尾，队头用于删除元素操作，队尾用来插入元素操作。

实现队列的方式有很多种，静态数组，动态数组和链式结构实现。

更官方一点这么描述队列：

队列的长度以及队列的元素类型等：

对队列的操作主要有以下几种：

队列的顺序存储实现：

上图定义了一个队列的结构，包含的元素为一个数组，一个队头和队尾的下标变量。

下面举例说明队列的顺序存储实现：

一开始的时候，队列的Front 和 Rear 都初始化为 -1，表示队列为空。

接下来，我们往队列里面加入一个工作，表示入队：我们知道入队是在队尾实现的，所以Rear下标加1，变为0.

再加入一个工作，Rear继续往后挪动：

接下来注意了，我们开始删除一个工作，我们上面也说了删除在队头删除：此时Front为0.

下面继续一系列这类的过程：总结起来就是当你入队时，队列的Rear加1，删除一个元素（出队），Front加1.

上图中的这个状态值得讨论一番，此时，队列尾部已经到头（已经排到数组的尾部），无法再加入，可是呢？队列头部又还有空间？怎么办呢？

解决这个问题的思路也很自然，后面排不下了，那就排到前面去嘛，下面引用顺环队列（也叫循环队列）：

如下图，将上述数组形成一个环：

我们约定，一开始Front和Rear相等并指向某一个位置，Front和Rear相等的时候，队列为空：

接下来，我们加入元素：

删除一个元素（出队）：

经过一系列操作，到达这个位置：

此时，我们如果再放一个元素：

那么队列的Front和Rear又指向了同一个位置，此时就存在一个问题了：

正如上图所说，Front == Rear ，队列是空还是满？

无法甄别！

如下思考：

可知，如果队列数组大小为N，则Front和Rear差距有N种情况，我们就是要依靠这N种情况来判断队列的情况，而队列装载元素情况有N + 1种，所以用N种状态来判别N + 1 种情况是不可能实现的。

必须另寻他路！

解决方案有三种：

1 是使用额外标记 Size，当你添加一个元素时，Size加1，删除一个元素时，Size减1，这样最后根据Size值是0还是队列数组的长度来判断队列是为空还是满。

2 是使用额外标记 tag，当你添加一个元素时，tag为1，删除一个元素时，tag为0，这样可以根据最后tag为1还是0来判断队列是空还是满。

3 是如果数组空间为n，那么我只使用n - 1个数组空间，这样就不会出现队列为空和满，Front和Rear都是相等的尴尬情况了。这也是我们下面所要采取的方法。

实现队列

判断队列满的原理是：

以下图这种情况为例：

执行下面这段代码，肯定成立，这是就说明队列满了！

像下面这种未满的情况：

执行下面的代码：

可见，继续在rear为4的这个数组位置插入一个元素！

出队列前，先判断队列是否为空。

如果不为空，则 front 加 1 这个位置的元素返回。

最后，提示下，上面所说的都是传统的队列实现方法。

队列的链式结构实现见博文：【 C 】队列的链式存储实现

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