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《队列及其应用》ppt课件

队列的基本概念队列的实现队列的应用队列的变种队列的性能分析

队列的基本概念01

0102队列的定义队列中的元素遵循先进先出（FIFO）的原则，即最早进入队列的元素将最先被删除。队列是一种特殊的线性表，它只允许在表的前端进行删除操作，在表的后端进行插入操作。

队列的大小是有限的，有一定的容量限制。有界性线性结构队列的运算队列中的元素按照一定的顺序排列，遵循先进先出的原则。队列可以进行插入、删除、查找等基本运算。030201队列的特点

在队列的尾部添加一个元素的操作。入队从队列的头部删除一个元素的操作。出队队列中当前元素的个数。队列的长度检查队列是否为空，如果为空则返回true，否则返回false。判断队列是否为空队列的操作

队列的实现02

123数组实现队列的基本思路是使用一个数组来存储队列中的元素，并使用两个指针分别指向队列的头和尾。数组实现队列的优点是存取速度快，因为数组的存取操作是O(1)时间复杂度。数组实现队列的缺点是空间利用率低，因为当队列为空时，数组中仍有一部分空间被占用。数组实现队列

链表实现队列的基本思路是使用一个链表来存储队列中的元素，并使用两个指针分别指向队列的头和尾。链表实现队列的优点是空间利用率高，因为当队列为空时，链表中的节点可以被释放。链表实现队列的缺点是存取速度慢，因为链表的存取操作是O(n)时间复杂度。链表实现队列

03循环队列的缺点是处理溢出情况比较复杂，需要特别处理当队列满时再添加元素的情况。01循环队列的基本思路是将数组中的元素循环使用，当队列满时，尾指针可以回到数组的开头继续存储元素。02循环队列的优点是空间利用率高，因为当队列满时，尾指针可以回到数组的开头继续存储元素，避免了空间的浪费。循环队列的实现

队列的应用03

操作系统中的进程调度使用队列来实现，按照优先级、时间片轮转等方式对进程进行排队等待处理。进程调度进程在等待、就绪、运行等状态之间的转换通过队列实现，等待状态的进程被放入等待队列，就绪状态的进程被放入就绪队列。进程状态操作系统中的调度算法如先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、优先级调度等，都是基于队列实现的。调度算法操作系统中的进程调度

数据库中的事务处理通过队列来实现，多个事务按照一定的顺序进行排队等待处理。事务排队事务在等待、执行、提交等状态之间的转换通过队列实现，等待状态的事务被放入等待队列，执行状态的事务被放入执行队列。事务状态数据库中的事务隔离级别如读未提交、读已提交、可重复读等，会影响事务的排队顺序和执行顺序。事务隔离级别数据库中的事务处理

数据包排队01网络通信中的数据包处理通过队列来实现，多个数据包按照一定的顺序进行排队等待处理。数据包状态02数据包在发送、接收、转发等状态之间的转换通过队列实现，发送状态的数据包被放入发送队列，接收状态的数据包被放入接收队列。数据包调度算法03网络通信中的数据包调度算法如先进先出（FIFO）、最短优先（ShortestFirst）、基于优先级的调度等，都是基于队列实现的。网络通信中的数据包处理

队列的变种04

循环队列是一种特殊的线性表，它使用一组固定大小的存储单元，当队列的尾部到达最后一个位置时，头部会回到第一个位置。总结词循环队列通常使用数组来实现，当队列为空时，头尾指针都指向数组的第一个元素；当队列满时，头尾指针都指向数组的最后一个元素。循环队列具有高效的插入和删除操作，时间复杂度为O(1)。详细描述循环队列

总结词双端队列是一种具有两个端点的队列，可以在两端进行插入和删除操作。详细描述双端队列可以在队列的两端进行操作，因此具有更高的灵活性。双端队列可以使用数组或链表来实现，其时间复杂度取决于具体的实现方式。双端队列在处理数据流或需要频繁在两端进行操作的情况下非常有用。双端队列

总结词优先队列是一种特殊的数据结构，其中每个元素都有一个优先级，优先级最高的元素最先出队。详细描述优先队列可以使用不同的数据结构来实现，如数组、链表、二叉堆等。在优先队列中，优先级最高的元素最先出队，而优先级相同的元素按照它们在队列中的顺序出队。优先队列在任务调度、路由算法等领域有广泛的应用。优先队列

队列的性能分析05

指队列在单位时间内处理或传输的平均数据量。吞吐量队列长度、服务时间、到达率等。影响因素合理设置队列长度，优化服务时间，控制到达率等。优化策略队列的吞吐量

延迟指数据项在进入队列到开始处理的时间间隔。影响因素服务时间、队列长度、到达率等。优化策略提高服务效率，合理设置队列长度，控制到达率等。队列的延迟

影响因素服务策略、优先级设置等。优化策略采用公平的服务策略，避免优先级过高或过低的数据项影响其他数据项的处理。公平性指队列中各个数据项获得处理机会的平等程度。队列的公平性

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