队列 | Set 1(介绍和数组实现)

队列是计算机科学中的基本数据结构之一，它是一种先进先出（FIFO）的线性数据结构。

什么是队列?

队列可以看作是排队的人群，第一个排队的人第一个离开队列，其他人往前挪一位，等待自己的离开队列。在计算机科学中，队列中的数据项可以是任何类型，例如数字、字符串、对象等。

队列的操作

队列有两个基本的操作：Enqueue和Dequeue。

• Enqueue操作：将新的数据项插入队列的末尾。
• Dequeue操作：从队列的头部删除一个数据项。

队列还有其他一些常见的操作，例如IsEmpty（队列是否为空）和IsFull（队列是否已满），以及Peek（返回队列头部的元素而不删除它）。

队列的实现方式

队列可以使用不同的方法来实现，包括数组或链表等。

数组实现

使用数组实现的队列被称为数组队列。在数组队列中，数据项被存储在一个数组中，然后通过指针来指定队列头和队列尾。

public class ArrayQueue {
    private int front; //队列头指针
    private int rear; //队列尾指针
    private int capacity; //数组容量
    private int[] array; //存储数据的数组

    public ArrayQueue(int capacity) {
        this.capacity = capacity;
        front = -1;
        rear = -1;
        array = new int[capacity];
    }

    public boolean isFull() {
        return rear == capacity - 1;
    }

    public boolean isEmpty() {
        return front == -1 && rear == -1;
    }

    public void enqueue(int data) {
        if (isFull()) {
            System.out.println("队列已满，无法插入数据！");
            return;
        }

        if (isEmpty()) {
            front = 0;
            rear = 0;
        } else {
            rear = rear + 1; //队尾指针移动
        }

        array[rear] = data;
    }

    public int dequeue() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("队列为空，无法删除数据！");
            return -1;
        }

        int data = array[front];

        if (front == rear) { //队列中只有一个元素
            front = -1;
            rear = -1;
        } else {
            front = front + 1; //队头指针移动
        }

        return data;
    }

    public int peek() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("队列为空，无法取出数据！");
            return -1;
        }

        return array[front];
    }
}

以上是使用Java实现的数组队列示例代码。在这个例子中，为了方便，我们使用int类型的数据项和基本的数组实现方法。实际应用中，队列可以存储任何数据类型，并且可以使用不同的算法和数据结构来实现队列。