基於陣列的佇列和基於列表的佇列的區別

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介紹

佇列是一種線性資料結構，它按照特定的順序插入和刪除佇列元素。我們可以使用陣列和連結串列在C++中實現佇列。兩種佇列實現都有其優點和用途。在本教程中，我們將區分基於陣列的佇列和基於列表的佇列。

什麼是佇列？

佇列是一系列元素，它使用FIFO（先進先出）原則來插入和刪除其元素。計算機科學中的佇列類似於現實生活中的佇列，先進入佇列的人將先被移除。

刪除佇列資料的過程稱為出隊（deQueue）。向佇列中新增資料的操作稱為入隊（enQueue）。

佇列有兩個指標：

• 尾部 (Rear) − 元素從這裡插入佇列。

• 頭部 (Front) − 元素從這裡刪除佇列。

我們可以使用兩種方法實現佇列：

• 基於陣列的佇列

• 基於列表的佇列或連結串列佇列

基於陣列的佇列

使用陣列實現的佇列稱為基於陣列的佇列。它使用兩個指標：頭部(Front)和尾部(Rear)，分別表示佇列中的刪除和插入點。

在此實現中，陣列大小在插入資料之前預先定義。這是插入和刪除佇列資料的最簡單方法。

基於列表的佇列

在基於列表的佇列或基於連結串列的佇列中，使用連結串列來實現佇列。每個佇列節點包含兩部分：一部分用於儲存資料，另一部分是連結部分或記憶體部分。

每個佇列元素都連線到下一個佇列元素的記憶體。在基於列表的佇列中，有兩個指標：

• 頭部指標 (Front pointer) − 表示最後一個佇列元素的記憶體。

• 尾部指標 (Rear pointer) − 表示第一個佇列元素的記憶體。

基於陣列的佇列和基於列表的佇列的區別

序號		基於陣列的佇列	基於連結串列的佇列
1	複雜度	易於實現和執行操作。	不易於實現。
2	搜尋過程	有助於輕鬆快速地搜尋。	速度慢，搜尋操作困難。
3	佇列大小	在初始化時定義佇列大小。	無需在佇列初始化時定義佇列大小。
4	插入和刪除操作	在佇列開頭插入資料困難，在佇列末尾插入資料容易。	它允許在佇列的兩端輕鬆插入資料。
5	訪問資料	隨機訪問資料。	它提供對佇列元素的順序訪問。
6	佇列大小調整	很難更改佇列大小。	易於調整佇列大小。
7	記憶體使用	它消耗更少的記憶體。	它消耗更多記憶體。
8	優點	它更快，更容易實現。 它消耗更少的記憶體。 隨機訪問元素。	佇列元素的插入和刪除很容易。 易於調整佇列大小，無需預先宣告佇列大小。
9	缺點	佇列大小調整很困難。 需要預先宣告佇列大小。	處理速度慢。 它具有複雜的結構，並消耗更多記憶體。

基於陣列的佇列和基於列表的佇列的用途

如果你的佇列大小固定且不需要更改佇列大小，則可以使用陣列來實現佇列。如果需要快速搜尋且記憶體消耗較少，基於陣列的佇列也很有用。

當佇列大小是動態的，並且佇列元素被多次插入和刪除時，基於連結串列的佇列實現非常有用。儘管它消耗更多記憶體，但它用於大型應用程式。

結論

基於陣列的佇列和基於連結串列的佇列的使用取決於需求。在大規模應用中，基於陣列的佇列是不成功的，而連結串列佇列被使用。

基於陣列的佇列使用較少的記憶體，但是它會浪費大量的記憶體，因為在尾部插入元素後，第一個元素之前會留下一些未使用的記憶體。