队列的学习(二) 循环队列

循环队列是一种基于数组实现的队列，相比于普通队列，它的插入和删除操作更加高效。循环队列可以避免在队列头部删除元素时进行大量的数据搬移操作，实现了队列的“循环利用”。

循环队列的实现

循环队列的实现需要定义一个数组、队列的头部和尾部指针，以及队列的长度。队列头部指针指向队列的第一个元素，队列尾部指针指向队列的最后一个元素的下一个位置。当队列为空时，头部和尾部指针相等；当队列已满时，头部指针和尾部指针相差1个位置。如下图所示：

循环队列的插入操作

当循环队列未满时，可以直接在队列尾部插入元素。插入操作的时间复杂度为O(1)。

循环队列的删除操作

当循环队列非空时，可以直接在队列头部删除元素。删除操作的时间复杂度为O(1)。

循环队列的应用举例

循环队列的应用场景非常广泛，以下是几个举例：

1. 手机短信发送

在手机短信发送时，短信服务端会将待发送的短信存储在循环队列中。每个短信的优先级不同，因此可以将短信按照优先级插入到循环队列的合适位置。在短信发送时，可以直接从队列头部取出短信进行发送。

2. 多线程任务调度

在多线程任务调度时，可以使用循环队列来存储待执行的任务。每个任务的优先级不同，因此可以将任务按照优先级插入到循环队列的合适位置。在任务执行时，可以直接从队列头部取出任务进行执行。

3. 缓存淘汰算法

在缓存淘汰算法中，可以使用循环队列来存储缓存条目。每个缓存条目有一个访问时间戳，可以将最早访问的缓存条目放在队列头部，最近访问的缓存条目放在队列尾部。在缓存满时，可以直接从队列头部淘汰缓存条目。

总结

循环队列是一种高效的队列实现方式，可以避免普通队列在删除元素时进行数据搬移操作。循环队列的应用场景非常广泛，例如手机短信发送、多线程任务调度和缓存淘汰算法等。