队列 队列,和栈一样,队列也是一种特殊的线性表结构,只不过队列是在一端插入,另一端删除,就跟我们平常排队一样的道理,从队尾入队,在队头出去,所以队列的特性是先入先出(FIFO),允许插入的一端叫队尾,允许删除的一端叫队头。
一张图可以形象的体现两者的差别:
和栈一样,队列也可以通过数组和链表实现,通过数组实现的叫顺序队列,通过链表实现的叫做链式队列,栈只需要一个栈顶指针就可以了,因为只允许在栈顶插入删除,但是队列需要两个指针,一个指向队头,一个指向队尾。我们先来看通过 PHP 数组实现的顺序队列代码:
<?php
/**
通过 PHP 数组实现的队列
*/
class SimpleQueue{
private $_queue = [];
private $_size = 0;
public function __construct($size = 10){
$this->_size = $size;
}
// 入队
public function enqueue($value){
if (count($this->_queue) > $this->_size) {
return false;
}
array_push($this->_queue, $value);
}
// 出队
public function dequeue(){
if (count($this->_queue) == 0) {
return false;
}
return array_shift($this->_queue);
}
public function size(){
return count($this->_queue);
}
}
$queue = new SimpleQueue(5);
$queue->enqueue(1);
$queue->enqueue(3);
$queue->enqueue(5);
var_dump($queue->dequeue()); # 1
var_dump($queue->size()); # 2
通过数组实现的顺序队列有一个问题,就是随着队列元素的插入和删除,队尾指针和队头指针不断后移,而导致队尾指针指向末尾无法插入数据,这时候有可能队列头部还是有剩余空间的,如下图所示:
我们当然可以通过数据搬移的方式把所有队列数据往前移,但这会增加额外的时间复杂度,如果频繁操作数据量很大的队列,显然对性能有严重损耗,对此问题的解决方案是循环队列,即把队列头尾连起来: