隊列是一種抽象數據結構，具有以下特點：

（1）具有先進先出的特性（FIFO）

（2）擁有兩種基本操作，即加入和刪除，而且使用front和rear兩個指針來分別指向隊列的前端和末尾。

隊列的基本操作

create 創建空隊列

add 將新數據加入隊列的末尾，返回新隊列

delete 刪除隊列前端的數據，返回新隊列

front 返回隊列前端的值

empty 若隊列為空，則返回 ‘真’，否則返回 ‘假’

實現queue有兩種方式可以用數組和鏈表

1.我們先用數組實現隊列，數組實現隊列的好處在於算法相當簡單，但是也有缺點，數組無法根據隊列的實際需要動態申請，

只能聲明固定的大小。現在我們聲明一個有限容量的數組

MAXSIZE=4            #定義隊列的大小
queue=[0]*MAXSIZE
front=-1
rear=-1

（1）開始時，我們將front與rear都設置-1，當front = rear時，為空隊列

（2）當加入dataA , front=-1，rear=0，沒加入一個元素，將rear值加1：

（3）加入dataB，dataC，front=-1，rear=2：

（4）取出dataA，front=0，rear=2，每取出一個元素，將front的值加1：

（5）加入dataD，front=0，rear=3，此時rear=MAXSIZE-1 ，表示隊列已滿

（6）取出dataB，front =1，rear=3：

對於以上隊列操作，可以用Python語言實現一個隊列的操作

import sys

MAX=10            #定義隊列的大小
queue=[0]*MAX
front=rear=-1
choice=‘‘
while rear<MAX-1 and choice !=‘e‘:
    choice=input(‘[a]表示加入一個數值，[d]表示取出一個數值，[e]表示跳出此程序: ‘)
    if choice==‘a‘:
        val=int(input(‘[請輸入數值]: ‘))
        rear+=1
        queue[rear]=val
    elif choice==‘d‘:
        if rear>front:
            front+=1
            print(‘[取出數值為]: [%d]‘ %(queue[front]))
            queue[front]=0
        else:
            print(‘[隊列已經空了]‘)
            sys.exit(0)
    else:
        print()

print(‘------------------------------------------‘)
print(‘[輸出隊列中的所有元素]:‘)

if rear==MAX-1:
    print(‘[隊列已滿]‘)
elif front>=rear:
    print(‘沒有‘)
    print(‘[隊列已空]‘)
else:
    while rear>front:
        front+=1
        print(‘[%d] ‘ %queue[front],end=‘‘)
    print()
    print(‘------------------------------------------‘)
print()

執行結果如下

2用鏈表實現隊列

我們以學生姓名和成績的結構數據建立隊列的節點，加上front和rear指針，這個類的聲明如下：

class student:
    def __init__(self):
        self.name=‘ ‘*20
        self.score=0
        self.next=None
        
front=student()
rear=student()
front=None
rear=None

在隊列中加入新節點等於加入到隊列的末端，而刪除節點就是將此隊列的最前端的節點刪除。添加和刪除操作如下：

def enqueue(name, score):  # 把數據加入隊列
    global front
    global rear
    new_data=student()  # 分配內存給新元素
    new_data.name=name  # 給新元素賦值
    new_data.score = score
    if rear==None:      # 如果rear為None，表示這是第一個元素
        front = new_data
    else:
        rear.next = new_data    # 將新元素連接到隊列末尾

    rear = new_data         # 將rear指向新元素，這是新的隊列末尾
    new_data.next = None    # 新元素之後無其他元素

def dequeue(): # 取出隊列中的數據
    global front
    global rear
    if front == None:
        print(‘隊列已空！‘)
    else:
        print(‘姓名：%s\t成績：%d ....取出‘ %(front.name, front.score))
        front = front.next    # 將隊列前端移到下一個元素

我們使用鏈表來設計一個隊列的程序

class student:
    def __init__(self):
        self.name=‘ ‘*20
        self.score=0
        self.next=None
        
front=student()
rear=student()
front=None
rear=None

def enqueue(name, score):  # 把數據加入隊列
    global front
    global rear
    new_data=student()  # 分配內存給新元素
    new_data.name=name  # 給新元素賦值
    new_data.score = score
    if rear==None:      # 如果rear為None，表示這是第一個元素
        front = new_data
    else:
        rear.next = new_data    # 將新元素連接到隊列末尾

    rear = new_data         # 將rear指向新元素，這是新的隊列末尾
    new_data.next = None    # 新元素之後無其他元素

def dequeue(): # 取出隊列中的數據
    global front
    global rear
    if front == None:
        print(‘隊列已空！‘)
    else:
        print(‘姓名：%s\t成績：%d ....取出‘ %(front.name, front.score))
        front = front.next    # 將隊列前端移到下一個元素
        
def show():     # 顯示隊列中的數據
    global front
    global rear
    ptr = front
    if ptr == None:
        print(‘隊列已空！‘)
    else:
        while ptr !=None: # 從front到rear遍歷隊列
            print(‘姓名：%s\t成績：%d‘ %(ptr.name, ptr.score))
            ptr = ptr.next

select=0
while True:
    select=int(input(‘(1)加入 (2)取出 (3)顯示 (4)離開 => ‘))
    if select==4:
        break
    if select==1:
        name=input(‘姓名: ‘)
        score=int(input(‘成績: ‘))
        enqueue(name, score)
    elif select==2:
        dequeue()
    else:
        show()

執行如下：

python隊列的實現