编程小白真香现场！20张图带你揭开「队列」的迷雾，让你一目了然
队列的概念
首先咱们联想一下链表，在单链表中，咱们只能对他的链表表尾进行插入，对链表的表头进行结点的删除，这样强限制性的链表，就是咱们所说的队列。编程
也就是说，队列（queue）是限定在表的一端进行插入，表的另外一端进行删除的数据结构。微信
以下图所示，假如你去买票排队，每一列队伍都有一个队尾和对头，先来的先买票，后来的后买，买好的就从对头出去，新来买票的就须要从队尾继续排队。数据结构
一般，称进数据的一端为 队尾，出数据的一端为 队头，数据元素进队列的过程称为 入队，出队列的过程称为 出队。函数
ID：技术让梦想更伟大学习
做者:李肖遥优化
咱们能够总结以下：设计
队列是一个线性的数据结构，而且这个数据结构只容许在一端进行插入，另外一端进行删除，禁止直接访问除这两端之外的一切数据，且队列是一个先进先出的数据结构。3d
如上图，队列就像一个两端相通的水管，只容许一端插入，另外一端取出，取出的球就不在水管里面了，而先放入管中的球就会先从管中拿出。指针
队列存储结构的实现有如下两种方式：调试
（1）顺序队列：在顺序表的基础上实现的队列结构
（2）链队列：在链表的基础上实现的队列结构
二者的区别仅是顺序表和链表的区别，即在实际的物理空间中，数据集中存储的队列是顺序队列，分散存储的队列是链队列。
队列的结点设计与初始化
队列只有链式的设计方法，其自己分为多种队列，如顺序队列和循环队列，还有衍生的优先队列等等，咱们以顺序队列的设计为例。
首先是队列的结点设计，咱们能够设计出两个结构体，一个结构体Node表示结点，其中包含有一个data域和next指针，如图所示：
其中data表示数据，其能够是简单的类型，也能够是复杂的结构体。
next指针表示，下一个的指针，其指向下一个结点，经过next指针将各个结点连接。
而后咱们再添加一个结构体，其包括了两个分别永远指向队列的队尾和队头的指针，看到这里是否是以为和栈很像？
咱们主要的操做只对这两个指针进行操做，如图所示：
其结构体设计的代码能够表示为：
对于初始化须要初始化两个类型，一个是初始化结点，一个是初始化队列。
咱们看到代码中的描述，初始化队列有些不一样，当初始化队列的时候，须要将头尾两个结点指向的内容通通置为空，表示是一个空队列，两个建立的函数代码能够表示为：
判断队列是否为空
这是一个既简单也很要紧的操做，判断队列是否为空直接就是判断队列头指针是不是空值便可，判断队列是否为空是比较经常使用的操做，切勿忘记。
其代码能够表示为：
或者直接利用返回值进行更简单的判断也能够，代码以下：
入队操做
入队操做变化以下图:
进行入队（push）操做的时候，一样的，咱们首先须要特判队列是否为空，若是队列为空的话，须要将头指针和尾指针一同指向第一个结点，代码以下
如图所示：
当若是队列不为空的时候，这时咱们只须要将尾结点向后移动，经过不断移动next指针指向新的结点构成队列便可。如图所示：
其代码能够表示为：
出队操做
出队操做变化以下图:
出队（pop）操做，是指在队列不为空的状况下进行的一个判断，固然咱们在此也必定要进行队列判空的操做，你懂的。
如图，若是队列只有一个元素了，也就是说头尾指针均指向了同一个结点，那么咱们直接将头尾两指针制空NULL，并释放这一个结点便可，以下图所示：
当队列含有以上个元素时，咱们须要将队列的头指针指向头指针当前指向的下一个元素，并释放掉当前元素便可，以下图所示
其代码能够表示为：
打印队列元素（遍历）
打印队列的所有元素能够帮助咱们调试，看到队列中具体的数据，在队列不为空的状况下，经过结点的next指向依次遍历并输出元素既可。
其代码能够表示为
遍历操做还有不少别的表示方法，好比说进行计算队列中含有多少元素，代码以下：
顺序队列的假溢出
什么是假溢出？咱们可能会有疑问，溢出还有假的！
这里咱们也须要考虑到顺序队列有什么缺点，对于顺序队列而言，其存在已经足够解决大多时候的设计问题了，可是其依旧存在一些缺陷和不足。
从上面的解析中咱们看到，入队和出队操做均是直接在其后面进行结点的连接和删除，这种操做会形成其使用空间不断向出队的那一边偏移，产生假溢出。
咱们来打打一个比方，先看看下面的图：
示例顺序队列
上图所示，有一个顺序队列，这个队列的大小为5，其已经包含了四个元素data1,data2,data3,data4。
接着，咱们对这个队列进行出队操做，出队2个元素，队列就变成了这个样子，以下图所示：
从图上看到彷佛没有什么问题，可是当咱们接着再进行入队操做，好比咱们入队2个元素，分别是data5和data6。
此时咱们已经发现问题了，尾指针移动到咱们能够进行队列操做的范围以外去了，有没有发现？
这种现象咱们称呼做为队列用的存储区尚未满，但队列却发生了溢出，咱们把这种现象称为假溢出。以下图所示：
出队产生假溢出
那么咱们有什么办法解决这个问题呢？这就要涉及到循环队列的性质了！
循环队列的概念
可能这个时候会产生一个疑问，咱们学习的队列不是使用链表实现的动态队列么？
没有空间的时候会开辟空间，这难道还会产生假溢出么？
的确，当进行动态建立队列的时候，也只不过是向后继续不断的申请内存空间；
即便前面出队操做释放掉了前面的空间，可是指针依旧会向后进行移动，直到达到系统预留给程序的内存上界被强行终止；
这对于极为频繁的队列操做和程序而言是致命的，这时候，就须要对咱们的队列进行优化，使用更为优秀的结构——循环队列。
循环队列就是将队列存储空间的最后一个位置转而绕到第一个位置，造成逻辑上的环状空间，以此来供队列循环使用，以下图。
循环队列就是给定咱们队列的大小范围，在原有队列的基础上，只要队列的后方满了，就从这个队列的前面开始进行插入，以达到重复利用空间的效果；
因为循环队列的设计思惟更像一个环，所以常使用一个环图来表示，但咱们须要注意，实际上循环队列不是一个真正的环，它依旧是单线性的。
循环队列的结构设计
因为循环对列给定了数据范围的大小，因此不须要使用链式的动态建立方法了。
由于若是使用链式存储，会没法肯定什么时候再回到队头进行插入操做，因此咱们采用模拟的方法，如图所示：
其中，data表示一个数据域，int为类型，其能够修改成任意自定义的类型，好比说简单的char,float类型等等，也能够是复杂的结构体类型。
（1）maxsize表示循环队列的最大容纳量，其表示队列的所有可操做空间。
（2）rear表明尾指针，入队时移动。
（3）front表明头指针，出队时移动。
其代码能够表示为：
循环队列的初始化
循环队列的初始化核心就在于申请空间，而且将front指针和rear指针内容赋值为0，即指向第0个元素便可，这里要注意第 0个元素内容为空，以下图所示：
其代码能够表示为：
入队操做
入队操做同顺序队列的方法，直接将rear向后移动便可。
可是要注意判断，若是rear达到了队列的空间上线，将要从头继续开始移动。
这里推荐使用余数法，即不管如何求余都是在这片空间内进行操做，防止一次错误执行就直接总体崩溃，并且也相对而言更为简洁，不推荐使用if语句，这样显得比较累赘。
入队操做
注意进行加一移动位置操做的时候，不能直接q->rear++这样的操做，这样计算机判断优先级会产生让本身意想不到的后果。
此外这里还须要进行一次是否队列已满的判断，当咱们rear指针的下一个位置就是front的位置的时候，即改循环队列已满。
如图：
出队操做
若是顺序队列的出队操做，直接将front进行后移一位便可。
这里上面不少地方都提过了，有一个须要留意的地方，即队列是否为空，当队列为空的时候是没法进行出队操做的。
其代码能够表示为：
遍历操做
遍历操做须要借助一个临时变量储存位置front的位置信息，利用i逐步向后移动，直到i到达了rear的位置便可宣告遍历的结束。
关于队列的总结
请牢记这句话：队列是一个先进先出的数据结构。
今天队列基础就讲到这里，下一期，咱们再见！
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