前言

当我们想象队列时，可以想象成排队等待进入某个地方的人群，比如购票、办理业务或是排队上车。在计算机科学中，队列也是一种常见的数据结构，它遵循着和现实生活中队列一样的规则：先进先出（First-In-First-Out，FIFO）。

这意味着最先进入队列的元素将会最先被处理或者移除，就像排在队伍前面的人会先被服务一样。队列在计算机科学中被广泛应用，例如任务调度、缓存管理、广度优先搜索等领域。深入理解队列的原理和应用，有助于我们更好地解决实际问题，提高程序的效率和性能。

正文

队列的介绍

在JavaScript中，队列和栈一样，没有单独的结构，都是通过使用数组模拟的。你可以把队列看作”初步阉割版“数组，把栈看作”完全阉割版“数组。

在使用数组模拟队列时，通常使用push和shift两种方法实现入队和出队，也可以使用unshift和pop方法实现。

在队列中，元素只能从队尾进入，从队头出去，而数组的元素可以在数组的任何位置进出。

• 创建一个队列：

  let queue = []
  

• 入对操作：

  queue.push(element)
  

• 出队操作：

  queue.shift()
  

• 获取出队元素：

  let element = queue.shift()//shift方法会返回出队元素的值
  

• 获取队列长度：

  let length =queue.length()
  

• 获取队首元素：

  如果只需要获取队列的第一个元素而不移除它，可以使用数组的下标获取队列的队首元素。

  let firstElement = queue[0];
  

  注意：在队列中，只能获取队首元素，不能获取其他元素。因为队列里的元素就像在排成一列站军姿，教官只能看见队列第一个人，如果要看第二个人就需要让第一个人出队列。

双端队列

双端队列是一种特殊的队列。它结合了队列和栈的特性，允许在队列的两端进行插入和删除操作。双端队列的名称中的 "双端" 表示它可以同时在队列的前端（头部）和后端（尾部）进行操作。

双端队列与普通队列的主要区别在于，普通队列只允许在队列的尾部插入元素并从头部移除元素，而双端队列允许在队列的两端同时进行插入和删除操作。

算法题（力扣232）

题目

请你仅使用两个栈实现先入先出队列。队列应当支持一般队列支持的所有操作（push、pop、peek、empty）：

实现 MyQueue 类：

• void push(int x) 将元素 x 推到队列的末尾
• int pop() 从队列的开头移除并返回元素
• int peek() 返回队列开头的元素
• boolean empty() 如果队列为空，返回 true ；否则，返回 false

说明：

• 你 只能 使用标准的栈操作 —— 也就是只有 push to top, peek/pop from top, size, 和 is empty 操作是合法的。
• 你所使用的语言也许不支持栈。你可以使用 list 或者 deque（双端队列）来模拟一个栈，只要是标准的栈操作即可。

示例

输入：
["MyQueue", "push", "push", "peek", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出：
[null, null, null, 1, 1, false]

解释：
MyQueue myQueue = new MyQueue();
myQueue.push(1); // queue is: [1]
myQueue.push(2); // queue is: [1, 2] (leftmost is front of the queue)
myQueue.peek(); // return 1
myQueue.pop(); // return 1, queue is [2]
myQueue.empty(); // return false

提示

• 1 <= x <= 9
• 最多调用 100 次 push、pop、peek 和 empty
• 假设所有操作都是有效的 （例如，一个空的队列不会调用 pop 或者 peek 操作）

思考

题目让我们通过两个栈（stack1和stack2）实现队列。那我们分别分析栈和队列的特点。队列是先进先出，后进后出，栈是先进后出，后进先出。

大体思路：

在队列中，元素的出队顺序就是入队顺序。当入队元素以入队顺序依次压入stack1中，如果元素依次通过stack1出栈，会得到相反的出队顺序。就相当于用一个栈会颠倒顺序，那使用两个栈就可以将出队顺序颠倒回来。

那我们可以将元素压入stack1中，然后再将stack1的元素依次出栈并压入stack2中。经过这样倒转一下，stack2的出栈顺序就和入队顺序（出队顺序）一样了。

我们可以把stack1当作队列的队尾，把stack2当作队列的对头。

图解：元素1，2，3，4按从左到右的顺序依次入队，由两个栈实现。

1. 入队元素依次压入stack1中。

1. 将stack1的所有元素依次压入stack2中。

1. 将stack2中的所有元素依次出栈。

最终的出栈顺序为1，2，3，4。

图解：元素1，2，3，4按从左到右的顺序依次入队，由队列实现。

1. 依次入队。

1. 依次出队。

最终出队顺序为1，2，3，4。

具体实现

1. 实现void push(int x)将元素 x 推到队列的末尾。

   入队的元素，我们只要压入stack1就好了。

   /** 
    * @param {number} x
    * @return {void}
    */
   MyQueue.prototype.push = function (x) {
       this.stack1.push(x)
   };
   

2. 实现int pop() 从队列的开头移除并返回元素。

   我们只需要将stack2的栈顶元素出栈就可以实现元素出队。

   但是除了stack1和stack2都为空的情况下，我们需要保持stack2里有元素可以出栈，所以我们要判断stack2的长度：

   • 如果长度为0，则需要将stack1里的元素全部依次压入stack2中，然后让一个元素出栈，返回出栈元素值。
   • 如果长度不为0，让一个元素出栈，返回出栈元素值。

   /**
    * @return {number}
    */
   MyQueue.prototype.pop = function () {
       if (this.stack2.length === 0) {
           while (this.stack1.length) {
               this.stack2.push(this.stack1.pop())
           }
       }
       return this.stack2.pop()
   };
   

3. 实现int peek() 返回队列开头的元素。

   我们只需要通过数组下标访问stack2的栈顶元素就可以实现。

   但是，我们也要判断stack2里是否有元素。所以我们要判断stack2的长度：

   • 如果长度为0，则需要将stack1里的元素全部依次压入stack2中，然后返回栈顶元素的值。
   • 如果长度不为0，则返回栈顶元素的值。

   /**
    * @return {number}
    */
   MyQueue.prototype.peek = function () {
       if (this.stack2.length === 0) {
           while (this.stack1.length) {
               this.stack2.push(this.stack1.pop())
           }
       }
       return this.stack2[this.stack2.length - 1]
   };
   

4. 实现boolean empty() 如果队列为空，返回 true ；否则，返回 false。

   我们只需要判断stack1和stack2是否为空。

   /**
    * @return {boolean}
    */
   MyQueue.prototype.empty = function () {
       return this.stack1.length === 0 && this.stack2.length === 0
   };
   

最终结果：

完整代码

var MyQueue = function () {
    this.stack1 = []
    this.stack2 = []
};

/** 
 * @param {number} x
 * @return {void}
 */
MyQueue.prototype.push = function (x) {
    this.stack1.push(x)
};

/**
 * @return {number}
 */
MyQueue.prototype.pop = function () {
    if (this.stack2.length === 0) {
        while (this.stack1.length) {
            this.stack2.push(this.stack1.pop())
        }
    }
    return this.stack2.pop()
};

/**
 * @return {number}
 */
MyQueue.prototype.peek = function () {
    if (this.stack2.length === 0) {
        while (this.stack1.length) {
            this.stack2.push(this.stack1.pop())
        }
    }
    return this.stack2[this.stack2.length - 1]
};

/**
 * @return {boolean}
 */
MyQueue.prototype.empty = function () {
    return this.stack1.length === 0 && this.stack2.length === 0
};

小结

深入了解一个数据结构的特点，可以让我们在算法题中有更巧妙的解法。