队列定义、队列的存储结构

队列定义

队列（queue ）简称队，它同堆栈一样，也是一种运算受限的线性表，
其限制是仅允许在表的一端进行插入，而在表的另一端进行删除。
在队列中把插入数据元素的一端称为队尾（rear）），删除数据元素的一端称为队首（front））。
向队尾插入元素称为进队或入队，新元素入队后成为新的队尾元素；
从队列中删除元素称为离队或出队，元素出队后，其后续元素成为新的队首元素。
由于队列的插入和删除操作分别在队尾和队首进行，每个元素必然按照进入的次序离队，
也就是说先进队的元素必然先离队，所以称队列为先进先出表（First In First Out,简称FIFO）。

生活案例：排队打饭，排队进地铁站，上地铁
技术案例：多线程中就绪队列和阻塞队列

对于队列的主要操作是入队和出队操作

队列的存储结构

顺序队列

方法1：使用数组作为存储结构：

缺点：通过出队操作将数据弹出队列后，front之前的空间还能够再次得到吗？
不能。所以使用普通数组实现队列，就再也不能使用front之前的空间了，这会导致大量空间丢失

方法2：使用循环数组作为存储结构：
为了解决这个问题，将普通数组换成循环数组。在循环数组中，末尾元素的下一个元素不是数组外，而是数组的头元素。
这样就能够再次使用front之前的存储空间了

链式队列

队列的链式存储可以使用单链表来实现。
为了操作实现方便，这里采用带头结点的单链表结构。
根据单链表的特点，选择链表的头部作为队首，链表的尾部作为队尾。
除了链表头结点需要通过一个引用来指向之外，还需要一个对链表尾结点的引用，以方便队列的入队操作的实现。
为此一共设置两个指针，一个队首指针和一个队尾指针，如图所示。
队首指针指向队首元素的前一个结点，即始终指向链表空的头结点，队尾指针指向队列当前队尾元素所在的结点。
当队列为空时，队首指针与队尾指针均指向空的头结点

双端队列deque double ended queue 通常读为"deck"

所谓双端队列是指两端都可以进行进队和出队操作的队列，如下图所示，将队列的两端分别称为前端和后端，两端都可以入队和出队。其元素的逻辑结构仍是线性结构

在双端队列进队时：前端进的元素排列在队列中后端进的元素的前面，后端进的元素排列在队列中前端进的元素的后面。在双端队列出队时，无论前端出还是后端出，先出的元素排列在后出的元素的前面。

输出受限的双端队列，即一个端点允许插入和删除，另一个端点只允许插入的双端队列。

输入受限的双端队列，即一个端点允许插入和删除，另一个端点只允许删除的双端队列。

双端队列既可以用来实现队列操作，也可以用来实现栈操作（只操作一端就是栈了）

Java中的栈和队列

Stack类：栈类过时 public class Stack extends Vector
Queue（接口）：队列类
Deque（接口）：双端队列（栈操作建议使用）

public class LinkedList<E>extends AbstractSequentialList<E>implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable

public interface Deque <E> extends Queue<E>   扩展了java.util.Collection接口

双端队列

public interface Queue<E> extends Collection<E>  扩展了java.util.Collection接口

Queue 使用时要尽量避免Collection的add()和remove()方法，而是要使用offer()来加入元素，使用poll()来获取并移出元素。它们的优点是通过返回值可以判断成功与否，add()和remove()方法在失败的时候会抛出异常。如果要使用前端而不移出该元素，使用element()或者peek()方法。

所以Java中实现栈和队列操作都可以通过使用LinkedList类实现，当然底层使用的链表.

public class ArrayDeque <E> extends AbstractCollection<E>implements Deque<E>, Cloneable, SerializableArrayDeque 是 Deque 接口的大小可变数组的实现

代码：

/**
* 功能：模拟生活中落盘子案例
* 技能： LinkedList
*
* LinkedList 既可以当做线性表处理，也可以当做栈、队列使用
* @author Administrator*
*/
public class TestDeque {public static void main(String[] args ) {// 创建一个栈Deque deque =   new LinkedList ();                // 罗盘子 : 入栈
//                deque.addFirst(" 盘子 1");
//                deque.addFirst(" 盘子 2");
//                deque.addFirst(" 盘子 3");deque .push( " 盘子 1" );deque .push( " 盘子 2" );deque .push( " 盘子 3" );                // 获取最上面的盘子：获取栈顶元素
//                System.out.println(deque.getFirst());
//                System.out.println(deque.getFirst());
//                System.out.println(deque.getFirst());System. out . println ( deque .peek());System. out . println ( deque .peek());System. out . println ( deque .peek());                // 拿走盘子：出栈
//                System.out.println(deque.removeFirst());
//                System.out.println(deque.removeFirst());
//                System.out.println(deque.removeFirst());System. out . println ( deque .pop());System. out . println ( deque .pop());System. out . println ( deque .pop());}}

/**
* 功能：模拟生活中超市购物排队结算
* 技能：使用 LinkedList 实现队列的操作
*
* @author Administrator
*
*/
public class TestQueue {public static void main(String[] args ) {// 创建一个队列java.util.Queue queue = new LinkedList();                // 入队queue . offer ( " 张三 " );queue . offer ( " 李四 " );queue . offer ( " 王五 " );// 获取队头元素System. out .println( queue .element());System. out .println( queue .element());System. out .println( queue .element());// 出队System. out .println( queue .remove());System. out .println( queue .poll());queue . offer ( " 赵六 " );System. out .println( queue .poll());System. out .println( queue .poll());System. out .println( queue .poll());System. out .println( queue .poll());System. out .println( queue .poll());}
}

/**
* 借助栈实现进制转换（ 10 ---- 2 ）
* @author Administrator
*
*/
public class TestConversion {public static void main(String[] args ) {                int n = 13;int t = n ;//String str = "";Deque<Integer>   deque = new LinkedList<Integer>();while ( t >0){// 除以 2 得到余数作为二进制位int mod = t %2;//System.out.print( mod );// str = mod + str ;deque .push( mod );// 除以 2 得到商作为被除数继续int result = t /2;t = result ;}System. out .print( n + "--------->" );while (! deque .isEmpty()){System. out .print( deque .pop());}                }
}