不同类型的队列及其应用

队列是一种线性结构，它遵循执行操作的特定顺序。顺序是先进先出 (FIFO)。队列的一个很好的例子是资源的任何消费者队列，其中先来的消费者首先得到服务。在本文中，讨论了不同类型的队列。

当不需要立即处理事物，但必须像广度优先搜索一样按照先进先出的顺序处理时，将使用队列。 Queue 的这个属性使它在以下场景中也很有用。

1. 当资源在多个消费者之间共享时。示例包括 CPU 调度、磁盘调度。
2. 当数据在两个进程之间异步传输时(数据不一定以与发送相同的速率接收)。示例包括 IO 缓冲区、管道、文件 IO 等。

有五种不同类型的队列用于不同的场景。他们是：

1. 循环队列：循环队列是一种线性数据结构，其中的操作基于FIFO(先进先出)原则进行，最后一个位置连接回第一个位置，形成一个圆圈。它也被称为“环形缓冲区” 。此队列主要用于以下情况：
   1. 内存管理：普通队列中未使用的内存位置可以在循环队列中使用。
   2. 交通系统：在计算机控制的交通系统中，循环队列用于按照设定的时间一个一个地重复打开交通灯。
   3. CPU 调度：操作系统通常维护一个准备执行或等待特定事件发生的进程队列。
2. 输入受限队列：在这种类型的队列中，输入只能从一侧(后)进行，元素的删除可以从两侧(前和后)进行。这种队列不遵循FIFO(先进先出)。

   

   此队列用于数据消耗需要按 FIFO 顺序但由于某些原因需要删除最近插入的数据的情况下，这种情况可能是不相关的数据、性能问题等。

3. 输出受限队列：在这种类型的队列中，输入可以从两侧(后部和前部)获取，元素的删除只能从一侧(前部)完成。

   

   这个队列用于输入有一些优先级顺序要执行的情况，输入甚至可以放在第一位，以便首先执行。

4. 双端队列( Double Ended Queue)：双端队列也是一种队列数据结构，在两端(前后)进行插入和删除操作。这意味着，我们可以在前后位置插入，也可以从前后位置删除。

   

   由于 Deque 同时支持堆栈和队列操作，因此可以同时使用。 Deque 数据结构支持 O(1) 时间内的顺时针和逆时针旋转，这在某些应用程序中很有用。此外，使用 Deque 可以有效解决需要删除和/或添加两端元素的问题。

5. 优先级队列：优先级队列是一种特殊类型的队列，其中每个元素都与一个优先级相关联，并根据其优先级提供服务。有两种类型的优先队列。他们是：
   1. 升序优先队列：可以任意插入元素，但只能删除最小的元素。例如，假设有一个具有相同顺序的元素 4、2、8 的数组。因此，在插入元素时，插入的顺序是相同的，而在删除时，顺序是 2、4、8。
   2. 降序优先队列：元素可以任意插入，但只能从给定队列中首先删除最大的元素。例如，假设有一个具有相同顺序的元素 4、2、8 的数组。因此，在插入元素时，插入的顺序是相同的，而在删除时，顺序是 8、4、2。

   优先级队列主要用于实现 CPU 调度算法。

如果您想与行业专家一起参加直播课程，请参阅Geeks Classes Live