队列和优先级队列

栈、 队列、 有序队列数据结构的生命周期比那些数据库类型的结构(比如链表，树)要短得多。在程序操作执行期间他们才被创建，通常用他们去执行某项特殊的任务；当完成任务之后，他们就会被销毁。这三个数据结构还有一个特点就是访问是受到限制的，即在特定时刻只有一个数据项可以被读取或者被删除，但是所谓的移除并不是真的删除，数据项依然在这些数据结构中，只不过因为指针已经指向其他数据项，没有办法访问到，当添加新的数据项时，当初移除的数据项被替代从而永远消失。

栈 队列 优先级队列的模拟思想

　　1.栈：栈遵循先进后出(FILO)模式最后插入的数据项最先被移除，而且只能访问最后的数据项，只有当移除这个数据项之后才能访问倒数第二项的数据项。

　　2.队列：队列遵循先进先出(FIFO)模式首先被插入的数据项最先被移除，而且只能访问访问第一个数据项，只有当移除这个数据项之后才能访问第二项的数据项。

　　3.优先级队列：优先级队列和队列的特性相同有队头和队尾，除此之外在优先级队列中，数据项按关键字的值有序，这样关键字最小的数据项或最大的数据项(视情况而定)总是在队头，数据项插入的时候会按照顺序插入到合适的位置以确保队列的顺序。

栈 队列 优先级队列的效率

　　栈：插入操作需要O(1),删除操作需要O(1)。

　　队列：插入操作需要O(1),删除操作需要O(1)。

　　优先级队列：插入操作需要O(N),删除操作需要O(1)。

队列的示例代码：

　　栈：top= -1。
　　队列：rear = -1， front = 0。
　　优先级队列：nItems = 0。

// Queue.java
// demonstrates queue
// to run this program: C>java QueueApp
////////////////////////////////////////////////////////////////
class Queue
   {
   private int maxSize;
   private long[] queArray;
   private int front;
   private int rear;
   private int nItems;
//--------------------------------------------------------------
   public Queue(int s)          // constructor
      {
      maxSize = s;
      queArray = new long[maxSize];
      front = 0;
      rear = -1;
      nItems = 0;
      }
//--------------------------------------------------------------
   public void insert(long j)   // put item at rear of queue
      {
      if(rear == maxSize-1)         // deal with wraparound
         rear = -1;
      queArray[++rear] = j;         // increment rear and insert
      nItems++;                     // one more item
      }
//--------------------------------------------------------------
   public long remove()         // take item from front of queue
      {
      long temp = queArray[front++]; // get value and incr front
      if(front == maxSize)           // deal with wraparound
         front = 0;
      nItems--;                      // one less item
      return temp;
      }
//--------------------------------------------------------------
   public long peekFront()      // peek at front of queue
      {
      return queArray[front];
      }
//--------------------------------------------------------------
   public boolean isEmpty()    // true if queue is empty
      {
      return (nItems==0);
      }
//--------------------------------------------------------------
   public boolean isFull()     // true if queue is full
      {
      return (nItems==maxSize);
      }
//--------------------------------------------------------------
   public int size()           // number of items in queue
      {
      return nItems;
      }
//--------------------------------------------------------------
   }  // end class Queue
////////////////////////////////////////////////////////////////
class QueueApp
   {
   public static void main(String[] args)
      {
      Queue theQueue = new Queue(5);  // queue holds 5 items

      theQueue.insert(10);            // insert 4 items
      theQueue.insert(20);
      theQueue.insert(30);
      theQueue.insert(40);

      theQueue.remove();              // remove 3 items
      theQueue.remove();              //    (10, 20, 30)
      theQueue.remove();

      theQueue.insert(50);            // insert 4 more items
      theQueue.insert(60);            //    (wraps around)
      theQueue.insert(70);
      theQueue.insert(80);

      while( !theQueue.isEmpty() )    // remove and display
         {                            //    all items
         long n = theQueue.remove();  // (40, 50, 60, 70, 80)
         System.out.print(n);
         System.out.print(" ");
         }
      System.out.println("");
      }  // end main()
   }  // end class QueueApp
////////////////////////////////////////////////////////////////

　　
优先级队列示例代码：

// priorityQ.java
// demonstrates priority queue
// to run this program: C>java PriorityQApp
////////////////////////////////////////////////////////////////
class PriorityQ
   {
   // array in sorted order, from max at 0 to min at size-1
   private int maxSize;
   private long[] queArray;
   private int nItems;
//-------------------------------------------------------------
   public PriorityQ(int s)          // constructor
      {
      maxSize = s;
      queArray = new long[maxSize];
      nItems = 0;
      }
//-------------------------------------------------------------
   public void insert(long item)    // insert item
      {
      int j;

      if(nItems==0)                         // if no items,
         queArray[nItems++] = item;         // insert at 0
      else                                // if items,
         {
         for(j=nItems-1; j>=0; j--)         // start at end,
            {
            if( item > queArray[j] )      // if new item larger,
               queArray[j+1] = queArray[j]; // shift upward
            else                          // if smaller,
               break;                     // done shifting
            }  // end for
         queArray[j+1] = item;            // insert it
         nItems++;
         }  // end else (nItems > 0)
      }  // end insert()
//-------------------------------------------------------------
   public long remove()             // remove minimum item
      { return queArray[--nItems]; }
//-------------------------------------------------------------
   public long peekMin()            // peek at minimum item
      { return queArray[nItems-1]; }
//-------------------------------------------------------------
   public boolean isEmpty()         // true if queue is empty
      { return (nItems==0); }
//-------------------------------------------------------------
   public boolean isFull()          // true if queue is full
      { return (nItems == maxSize); }
//-------------------------------------------------------------
   }  // end class PriorityQ
////////////////////////////////////////////////////////////////
class PriorityQApp
   {
   public static void main(String[] args)
      {
      PriorityQ thePQ = new PriorityQ(5);
      thePQ.insert(30);
      thePQ.insert(50);
      thePQ.insert(10);
      thePQ.insert(40);
      thePQ.insert(20);

      while( !thePQ.isEmpty() )
         {
         long item = thePQ.remove();
         System.out.print(item + " ");  // 10, 20, 30, 40, 50
         }  // end while
      System.out.println("");
      }  // end main()
//-------------------------------------------------------------
   }  // end class PriorityQApp
////////////////////////////////////////////////////////////////