《征服数据结构》队列和循环队列

摘要：

1，队列的介绍

2，队列的数组实现

3，队列的链表实现

4，循环队列的介绍

1，队列的介绍

队列（queue）是一种先进先出（FIFO, First-In-First-Out）的数据结构，就像大家排队买票一样，先来的先买。队列只允许在后端（rear）插入，在前端（front）删除。

队列是一种非常简单的数据结构，在考试和面试中遇到的也比较多，队列的实现方式一般有两种方式，一种是通过数组实现，一种是通过链表实现。

2，队列的数组实现

使用数组实现队列需要先声明一个数组，然后使用两个变量rear和front分别指向队列的尾部和头部，rear实际指向的是尾部元素的下一个位置。

因为数组的长度在初始化的时候就已经确定，当队列中元素的个数等于数组长度的时候就不能再添加了，这个时候也可以考虑扩容，原理比较简单，我们直接看下代码。

Java 代码：

public class Queue<E> {
    private final Object[] data; // 队列中存放元素的数组。
    private final int maxSize;// 队列的最大容量，超过最大容量可以考虑扩容。
    private int size; // 队列中元素的个数
    private int front = 0;// 队列的头，只能删除，指向队列的第一个元素
    private int rear = 0; // 队列的尾，只能添加，指向队列最后一个元素的下一个位置
 
    public Queue(int maxSize) {
        if (maxSize <= 0)
            throw new IllegalArgumentException("队列容量必须大于0 : " + maxSize);
        this.maxSize = maxSize;
        data = new Object[this.maxSize];
    }
 
    // 这地方可以扩容也可以抛异常，这里我们就不在扩容了，关于扩容，大家可以自己去实现
    public void add(E val) {
        if (isFull())
            throw new IllegalStateException("队列已经满了，无法再加入……");
        data[rear++] = val;// 添加元素。
        size++;
    }
 
    // 删除元素
    public E poll() {
        if (isEmpty())
            throw new IllegalStateException("队列是空的，无法删除……");
        E res = (E) data[front];
        data[front++] = null;
        size--;
        return res;
    }
 
    // 获取队列头部元素
    public E top() {
        if (isEmpty())
            throw new IllegalStateException("队列为空");
        return (E) data[front];
    }
 
    public boolean isEmpty() {// 队列是否为空
        return size == 0;
    }
 
    public boolean isFull() {// 队列是否满
        return rear == maxSize;
    }
 
    public int size() {// 队列中元素的个数
        return size;
    }
}

C++代码：