队列基础概念

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🍊自我介绍

  Hello,大家好，我是小珑也要变强（也是小珑），我是易编程·终身成长社群的一名“创始团队·嘉宾” 和“内容共创官” ,现在我来为大家介绍一下有关物联网-嵌入式方面的内容。

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🍊现实生活中的例子

  当我们拨打联通、移动客服电话的时候，客服人员与客户相比总是在少数，在所有客服人员都占线的情况下，客户被要求等待，直到有某个客服人员空下来，才能让最先等待的客户接通电话。也就是说我们这里将所有打电话的客户进行了排队的操作。还有，过年的时候火车票非常的难买，一般去买火车站买票的时候，对会排着长长的队伍。这些都是我们常见的排队。我们数据结构中的队列，就是类似的结构。

🍊队列的介绍

概述
  队列是一种先进先出(First In Fisr Out)的线性表，简称FIFO，允许在一端进行插入操作的叫做队尾，允许删除的一端称为队头。
  假如队列的元素为a1,a2…an,那么如下图所示，a1就是队头元素an就是队尾元素。就像我们排队走地下通道，第一个进入的人肯定是第一个出来的人，这个就是我们所说的先进先出，如下图所示:

队列存储的问题
  按照我们之前的学习规律，我们应该会学习队列的顺序存储和队列的链式存储。，下面我们先来看看队列的顺序存储。由于我们不知道究竟队列究竟存储多少个元素，因此我们一般定义一个比较大的数组来存储我们的数据。假如我们的一个队列有n个元素，一般下标为0的一般我们叫做队头，所谓的入队操作，就是在数组最后一个元素后，在追加一个新的元素。前面的元素不需要移动。如下图:

  而根据我们队列的定义，我们队列的出队操作都是在队头，也就是在下标为0的位置出队。那也就是说，我们队列后面的元素相对来说都需要向前移动，以保持我们下标为0位置不为空。如下图所示：

  这样对于我们来说是不是效率太低呢？若是我们把队头设置为可移动的，也就是说队头不需要一定在下标为0的位置，这样我们的效率不是大大的提高了吗？如下图：

 &emspo既然我们的数据是尾入头出，那么我们就来定义两个变量来表示头和尾，一个叫做front表示我们的队头元素的下标，一个叫做rear表示我们队尾元素的下一个元素下标。
 &emspo提问:为什么要rear要指向我们的队尾元素的下一个元素的下标，而不是直接指向我们的队尾元素的下标呢?
答案：表示队尾元素的下一个元素下标方便我们队空的操作。
我们看一下如果把rear指向最后一个元素的情况：

我们再看一下rear指向队尾元素下一个坐标的情况以及判空情况

顺序存储的问题

 &emspo;假设长度是有int a[5]的数组，刚开始里面没有存放任何元素指向下标为0 的位置。

 &emspoa1,a2,a3,a4开始入队，front依旧指向了0，rear则指向了4的位置。

 &emspo出队a1,a2,则front指向下表为2的位置，rear不变。如下左图所示，然后再入队a5,此时front位置不变，rear的位置移动数组之外。我们看看是不是越界了？我们数组中只有3个元素竟然越界了？？？

 &emsp这种现象叫做假溢出，但是，我们前面的0和1的位置是空的！为什么不让他们放到0和1的位置呢？
 &emspo这个就是我们下面要说的循环队列的思想。

🍊循环队列

概述
 &emsp<>b队列的这种首尾相连的顺序存储结构称之为循环队列。
操作
 &emsp若是我们允许当数组后面的数据满了的时候，我们允许rear把数据塞到我们下标为0的状态，就如下图：

若是我们再入队a7的话，我们的rear和front不就重合了吗？如下图：

  这种情况我们发现是rear = front,但是我们的队列是满的不是空的，这跟我们前面说的队列空的情况有冲突，那么该如何解决呢？
解决方法：
1、设置一个标志位以区分队列空还是满（用的很少）
2、我们修改队列满的条件，保留一个元素的空间。也就是说，队列满的时候，我们是数组中还有一个空闲的单位！如下图：

队满的条件是“队列front指向了队尾rear的下一个位置上”
我们判断队列满的条件是:

front = (rear+1) % MAX
MAX是队列的长度

  之所以不是front = rear +1,请看下图

如果front = rear+1的话，我们可以清楚地看到4+1=5，而不是等于0.

同样的情况我们可以得到front和rear的更新方法：

front更新数据的方法：front = (front) % 5;
rear更新数据的方法：rear = (rear) % 5;

🍊小结

队列空的判定条件：
front == rear队列满的判定条件：
front = (rear+1) % MAX //MAX是队列的长度front更新数据的方法：front = (front) % 5;
rear更新数据的方法：rear = (rear) % 5;