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一、隊列結構

1、基礎概念

隊列是一種特殊的線性表，特殊之處在于它只允許在表的前端（front）進行刪除操作，而在表的后端（rear）進行插入操作，和棧一樣，隊列是一種操作受限制的線性表。進行插入操作的端稱為隊尾，進行刪除操作的端稱為隊頭。

2、特點描述

隊列是一個有序列表，可以用數組或是鏈表來實現，遵循先進先出的原則。即:先進入隊列的數據，會先取出；后進入隊列的數據，要后取出；即FIFO原則。

入隊列示意圖：

出隊列示意圖：

通過上述兩張圖解，不難發現隊列結構的一些特點：

• 先進入的數據先出去；
• 數據從隊尾進入，從隊首出去；
• 基于數組描述隊列下標變更頻繁；
• 出隊列算法可以基于容器大小取模；

隊列結構的核心是對容器內是否空、是否滿標志的判斷算法，即容器為空不可再取，容器已滿無法再存；該算法結構在倉儲領域的適應非常廣泛。

3、消息隊列

消息隊列就是基于數據結構中的“先進先出”策略實現的，將消息以排隊的方式放入隊列中，然后出隊列被消費：

有時候某類消息消費需要有順序控制，即可以對消息中的公共ID做取模處理，即把某類消息都置于一個隊列中即可。

4、API使用案例

LinkedList類實現Queue隊列接口，因此可以基于LinkedList模擬隊列效果。

import java.util.LinkedList; import java.util.Queue;public class M01_Queue {public static void main(String[] args) {// 入隊列Queue<String> queue = new LinkedList<>();queue.add("head") ;queue.add("middle") ;queue.add("tail") ;// 當隊列出數據之后，size是不斷變化的int queueSize = queue.size() ;int loop = 0 ;// 根據隊列大小，不斷出隊列while (loop < queueSize) {System.out.println(queue.poll());System.out.println(queue);loop ++ ;}} }

二、棧結構

1、基礎概念

棧（stack）又名堆棧，它是一種運算受限的線性表。限定僅在表尾進行插入和刪除操作的線性表。這一端被稱為棧頂，相對地，把另一端稱為棧底。向一個棧插入新元素又稱作進棧、入棧或壓棧(push)，它是把新元素放到棧頂元素的上面，使之成為新的棧頂元素；從一個棧刪除元素又稱作出棧或退棧(pop)，它是把棧頂元素刪除掉，使其相鄰的元素成為新的棧頂元素。

2、特點描述

棧是一個先入后出的有序列表，添加和刪除只能在棧頂端(Top)操作，另一端為固定的一端，稱為棧底(Bottom)。

入棧示意圖：

出棧示意圖：

通過上述兩張圖解，棧結構的一些特點如下：

• 進棧出棧都要通過棧頂端操作；
• 進出棧都不移動棧底指針；
• 進出棧都要移動棧頂指針；

基于棧的定義可知，最先放入棧中元素在棧底，最后放入的元素在棧頂，從棧容器中而刪除元素剛好相反，最后放入的元素最先刪除，最先放入的元素最后刪除。

3、遞歸應用

棧在Java編程中的常見應用，(1)子程序的調用：在跳往子程序前，會將下個指令的地址存到堆棧中，直到子程序執行完后再將地址取出，退回到原來的程序中;(2)處理遞歸調用：和子程序的調用類似，除了存儲下一個指令的地址外，也要將參數、區域變量等數據存入堆棧中。

4、API使用案例

Stack棧API是Vector的一個子類，它實現了一個標準的后進先出的棧，堆棧只定義了默認構造函數，用來創建一個空棧，堆棧除了包括由Vector定義的所有方法，也定義了自己的一些方法。

import java.util.Stack;public class M02_Stack {public static void main(String[] args) {// 入堆棧Stack<String> stack = new Stack<>() ;stack.push("First") ;stack.push("Second") ;stack.push("Third") ;int stackSize = stack.size() ;int loop = 0 ;// 根據棧大小，不斷出棧while (loop < stackSize) {System.out.println(stack.pop());System.out.println(stack);loop ++ ;}} }

三、源代碼地址

GitHub·地址 https://github.com/cicadasmile/model-arithmetic-parent GitEE·地址 https://gitee.com/cicadasmile/model-arithmetic-parent

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序號文章標題

01	算法和結構(01)：稀疏數組和二維數組轉換
02	算法應用：RSA算法，加密解密，簽名驗簽流程詳解
03	算法應用：遞歸算法，處理樹形結構下的業務數據

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的结构与算法(02)：队列和栈结构的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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