Java中队列结构是这样实现的

队列是编程中一种有用的数据结构。类似于电影院外的售票队列，第一个进入队列的人就是第一个拿到票的人。

Java队列遵循先进先出 (FIFO)规则 - 先进入的项目是先出的项目。

在上图中，由于 1 在 2 之前保留在队列中，因此它也是第一个从队列中删除的。它遵循先进先出规则。

在编程术语中，将项目放入队列称为enqueue，从队列中移除项目称为dequeue。

我们可以使用任何编程语言(如 C、C++、Java、Python 或 C#)实现队列，但规范几乎相同。

队列的基本操作

队列是一个对象(一种抽象数据结构 - ADT)，它允许以下操作：

Enqueue : 向队列末尾添加一个元素

Dequeue : 从队列前面移除一个元素

IsEmpty : 检查队列是否为空

IsFull : 检查队列是否已满

Peek：获取队列前端的值而不移除它

队列的工作

队列操作的工作方式如下：

两个指针和跟踪队列的第一个元素

跟踪队列的最后一个元素

最初，设置值和-1

入队操作

检查队列是否已满

对于第一个元素，设置值到 0

增加索引 1

在指向的位置添加新元素 

出队操作

检查队列是否为空

返回指向的值增加索引 1

对于最后一个元素，重置值和-1

我们通常使用数组来实现 Java 和 C/++ 中的队列。对于 Python，我们使用列表。

// Queue implementation in Java
public class Queue {
  int SIZE = 5;
  int items[] = new int[SIZE];
  int front, rear;
  Queue() {
    front = -1;
    rear = -1;
  }
  boolean isFull() {
    if (front == 0 && rear == SIZE - 1) {
      return true;
    }
    return false;
  }
  boolean isEmpty() {
    if (front == -1)
      return true;
    else
      return false;
  }
  void enQueue(int element) {
    if (isFull()) {
      System.out.println("Queue is full");
    } else {
      if (front == -1)
        front = 0;
      rear++;
      items[rear] = element;
      System.out.println("Inserted " + element);
    }
  }
  int deQueue() {
    int element;
    if (isEmpty()) {
      System.out.println("Queue is empty");
      return (-1);
    } else {
      element = items[front];
      if (front >= rear) {
        front = -1;
        rear = -1;
      } /* Q has only one element, so we reset the queue after deleting it. */
      else {
        front++;
      }
      System.out.println("Deleted -> " + element);
      return (element);
    }
  }

  void display() {
    /* Function to display elements of Queue */
    int i;
    if (isEmpty()) {
      System.out.println("Empty Queue");
    } else {
      System.out.println("\nFront index-> " + front);
      System.out.println("Items -> ");
      for (i = front; i <= rear; i++)
        System.out.print(items[i] + "  ");

      System.out.println("\nRear index-> " + rear);
    }
  }

  public static void main(String[] args) {
    Queue q = new Queue();

    // deQueue is not possible on empty queue
    q.deQueue();

    // enQueue 5 elements
    q.enQueue(1);
    q.enQueue(2);
    q.enQueue(3);
    q.enQueue(4);
    q.enQueue(5);

    // 6th element can't be added to because the queue is full
    q.enQueue(6);

    q.display();

    // deQueue removes element entered first i.e. 1
    q.deQueue();

    // Now we have just 4 elements
    q.display();

  }
}

复杂性分析

使用数组的队列中入队和出队操作的复杂度为O(1)。如果您pop(N)在 python 代码中使用，那么复杂性可能O(n)取决于要弹出的项目的位置。

队列的应用

CPU调度、磁盘调度

当两个进程之间异步传输数据时，队列用于同步。例如：IO Buffers、管道、文件IO等

处理实时系统中的中断。

呼叫中心电话系统使用队列将呼叫他们的人按顺序排列。