标签：应用 特性 线性表 技术 循环 剩余空间 fifo shift 解决
介绍完栈之后，接下来要介绍的是另一种跟栈很相似的数据结构 —— 队列，和栈一样，队列也是一中特殊的线性表结构，只不过队列是在一端插入，另一端删除，就跟我们平常排队一样的道理，从队尾入队，在队头出去，所以队列的特性是先入先出（FIFO），允许插入的一端叫队尾，允许删除的一端叫队头。一张图可以形象的体现两者的差别：
和栈一样，队列也可以通过数组和链表实现，通过数组实现的叫顺序队列，通过链表实现的叫做链式队列，栈只需要一个栈顶指针就可以了，因为只允许在栈顶插入删除，但是队列需要两个指针，一个指向队头，一个指向队尾。我们先来看通过 PHP 数组实现的顺序队列代码：
<?php /** * 通过 PHP 数组实现的队列 */ class SimpleQueue { private $_queue = []; private $_size = 0; public function __construct($size = 10) { $this->_size = $size; } // 入队 public function enqueue($value) { if (count($this->_queue) > $this->_size) { return false; } array_push($this->_queue, $value); } // 出队 public function dequeue() { if (count($this->_queue) == 0) { return false; } return array_shift($this->_queue); } public function size() { return count($this->_queue); } } $queue = new SimpleQueue(5); $queue->enqueue(1); $queue->enqueue(3); $queue->enqueue(5); var_dump($queue->dequeue()); # 1 var_dump($queue->size()); # 2
通过数组实现的顺序队列有一个问题，就是随着队列元素的插入和删除，队尾指针和队头指针不断后移，而导致队尾指针指向末尾无法插入数据，这时候有可能队列头部还是有剩余空间的，如下图所示：
我们当然可以通过数据搬移的方式把所有队列数据往前移，但这会增加额外的时间复杂度，如果频繁操作数据量很大的队列，显然对性能有严重损耗，对此问题的解决方案是循环队列，即把队列头尾连起来：
这样一来就不会出现之前的问题了，此时判断队列是否为空的条件还是tail==head，但是判断队列是否满的条件就变成了 (tail+1) % maxsize == head，maxsize 是数组的长度，浪费一个空间是为了避免混淆判断空队列的条件。当然如果通过链表来实现队列的话，显然没有这类问题，因为链表没有空间限制。
队列的应用也非常广泛，比如我们常见的消息队列就是队列的典型应用场景。
标签：应用 特性 线性表 技术 循环 剩余空间 fifo shift 解决
原文地址：https://www.cnblogs.com/mzhaox/p/11294252.html
