数据结构（三）：队列

队列：先入先出（FIFO）表。

常用操作：

• Enqueue：入队，即将数据写入队列末尾
• Dequeue：出队，即将队列开头的元素从队列中删除并返回

应用场景：

　　队列通常用来实现消息（任务）的快速读写，即消息队列。消息队列的常用来解决如下问题：

• 提升系统的吞吐量：通过引入消息队列，将不是必须的业务逻辑异步处理，用户请求写入消息队列后即返回响应，而不必等待全部的业务逻辑完成，提高了cpu利用效率。
• 实现应用解耦：用户请求通常是由一系列子业务系统配合完成，引入消息队列，可以避免业务系统间直接的相互调用，从而实现应用解耦，各子系统间相互独立，降低系统复杂度。
• 流量削峰：类似秒杀的活动中，可以通过消息队列控制活动人数，消息队列满后，直接抛弃用户请求，缓解短时间内的高流量对服务器的压力。
• 消息通讯：利用消息队列高效的通讯机制，实现点对点通讯或聊天室。
• 日志处理：日志采集客户端将日志写入消息队列，日志处理服务器从读取消息队列中的日志，解决大量日志传输问题。

实现方式：

• 链表实现：比较简单，不再赘述
• 数组实现：用数组实现一个队列，需要考虑元素出队后，数组位置单元循环利用的问题，即队列的循环数组实现

使用循环数组实现一个队列：

from array import array

class arr_queue(object):
    def __init__(self, maxsize):
        self._array = array('i', range(maxsize))
        self._head = 0
        self._tail = 0
        self._length = 0
        self._maxsize = maxsize

    def enqueue(self, value):
        if self._length >= self._maxsize:
            raise Exception('queue is full')
        self._array[self._tail] = value
        self._length += 1
        self._tail += 1
        if self._tail >= self._maxsize:
            self._tail = 0

    def dequeue(self):
        if self._length <= 0:
            raise Exception('queue is empty')
        value = self._array[self._head]
        self._length -= 1
        self._head += 1
        if self._head >= self._maxsize:
            self._head = 0
        return value

    def __len__(self):
        return self._length