佇列是線性表的一種，在操作資料元素時，和棧一樣，有自己的規則：使用佇列存取資料元素時，資料元素只能從表的一端進入佇列，另一端出佇列，如圖1。 圖1 佇列示意圖
稱進入佇列的一端為“隊尾”；出佇列的一端為“隊頭”。資料元素全部由隊尾陸續進佇列，由隊頭陸續出佇列。

佇列的先進先出原則

佇列從一端存入資料，另一端調取資料的原則稱為“先進先出”原則。（first in first out，簡稱“FIFO”）

圖1中，根據佇列的先進先出原則，（a₁,a₂,a₃,…,a_n）中，由於 a₁ 最先從隊尾進入佇列，所以可以最先從隊頭出佇列，對於 a₂ 來說，只有 a₁ 出隊之後，a₂ 才能出隊。

類似於日常生活中排隊買票，先排隊（入佇列），等自己前面的人逐個買完票，逐個出佇列之後，才輪到你買票。買完之後，你也出佇列。先進入佇列的人先買票並先出佇列（不存在插隊）。

佇列的實現方式

佇列的實現同樣有兩種方式：順序儲存和鏈式儲存。
兩者的區別同樣在於資料元素在物理儲存結構上的不同。

佇列的順序表示和實現

使用順序儲存結構表示佇列時，首先申請足夠大的記憶體空間建立一個數組，除此之外，為了滿足佇列從隊尾存入資料元素，從隊頭刪除資料元素，還需要定義兩個指標分別作為頭指標和尾指標。

當有資料元素進入佇列時，將資料元素存放到隊尾指標指向的位置，然後隊尾指標增加 1；當刪除對頭元素（即使想刪除的是佇列中的元素，也必須從隊頭開始一個個的刪除）時，只需要移動頭指標的位置就可以了。

順序表示是在陣列中操作資料元素，由於陣列本身有下標，所以佇列的頭指標和尾指標可以用陣列下標來代替，既實現了目的，又簡化了程式。

例如，將佇列（1，2，3，4）依次入隊，然後依次出隊並輸出。

程式碼實現：

#include <stdio.h>
int enQueue(int *a,int rear,int data){
    a[rear]=data;
    rear++;
    return rear;
}
void deQueue(int *a,int front,int rear){
    //如果 front==rear，表示佇列為空
    while (front!=rear) {
        printf("%d",a[front]);
        front++;
    }
}
int main() {
    int a[100];
    int front,rear;
    //設定隊頭指標和隊尾指標，當佇列中沒有元素時，隊頭和隊尾指向同一塊地址
    front=rear=0;
    //入隊
    rear=enQueue(a, rear, 1);
    rear=enQueue(a, rear, 2);
    rear=enQueue(a, rear, 3);
    rear=enQueue(a, rear, 4);
    //出隊
    deQueue(a, front, rear);
    return 0;
}

順序儲存存在的問題

當使用線性表的順序表示實現佇列時，由於按照先進先出的原則，佇列的隊尾一直不斷的新增資料元素，隊頭不斷的刪除資料元素。由於陣列申請的空間有限，到某一時間點，就會出現 rear 佇列尾指標到了陣列的最後一個儲存位置，如果繼續儲存，由於 rear 指標無法後移，就會出錯。
在陣列中做刪除資料元素的操作，只是移動了隊頭指標而沒有釋放所佔空間。 陣列真的滿了嗎？隊頭由於刪除元素，front 後移， front 前邊還會有可以使用的空間。所以為了充分利用這部分空間，可以考慮使用下面這種方式。

順序儲存的升級版

使用陣列存取資料元素時，可以將陣列申請的空間想象成首尾連線的環狀空間使用。例如，在申請的記憶體空間大小為 5 的情況下，將數字 1-6 進隊後再出隊（普通方式中 6 是無法進隊的）：

程式碼實現：

#include <stdio.h>
#define max 5
int enQueue(int *a,int front,int rear,int data){
    //迴圈佇列中，如果尾指標和頭指標重合，證明陣列存放的資料已滿
    if ((rear+1)%max==front) {
        printf("空間已滿");
        return rear;
    }
    a[rear%max]=data;
    rear++;
    return rear;
}
int  deQueue(int *a,int front,int rear){
    //如果front==rear，表示佇列為空
    if(front==rear) {
        printf("佇列為空");
        return front;
    }
    printf("%d",a[front]);
    front=(front+1)%max;
    return front;
}
int main() {
    int a[max];
    int front,rear;
    //設定隊頭指標和隊尾指標，當佇列中沒有元素時，隊頭和隊尾指向同一塊地址
    front=rear=0;
    //入隊
    rear=enQueue(a,front,rear, 1);
    rear=enQueue(a,front,rear, 2);
    rear=enQueue(a,front,rear, 3);
    rear=enQueue(a,front,rear, 4);
    //出隊
    front=deQueue(a, front, rear);
   
    rear=enQueue(a,front,rear, 5);
   
    front=deQueue(a, front, rear);
    rear=enQueue(a,front,rear, 6);
    front=deQueue(a, front, rear);
    front=deQueue(a, front, rear);
    front=deQueue(a, front, rear);
    front=deQueue(a, front, rear);
    return 0;
}

執行結果：
123456

在使用迴圈佇列判斷陣列是否已滿時，出現下面情況：

• 當佇列為空時，佇列的頭指標等於佇列的尾指標
• 當陣列滿員時，佇列的頭指標等於佇列的尾指標

要將空佇列和佇列滿的情況區分開，辦法是：犧牲掉陣列中的一個儲存空間，判斷陣列滿員的條件是：尾指標的下一個位置和頭指標相遇，就說明陣列滿了。

佇列的鏈式表示和實現（簡稱為“鏈佇列”）

佇列的鏈式儲存是在連結串列的基礎上，按照“先進先出”的原則操作資料元素。

例如，將佇列（1，2，3，4）依次入隊，然後再依次出隊。

程式碼實現：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct QNode{
    int data;
    struct QNode * next;
}QNode;
QNode * initQueue(){
    QNode * queue=(QNode*)malloc(sizeof(QNode));
    queue->next=NULL;
    return queue;
}
QNode* enQueue(QNode * rear,int data){
    QNode * enElem=(QNode*)malloc(sizeof(QNode));
    enElem->data=data;
    enElem->next=NULL;
    //使用尾插法向鏈佇列中新增資料元素
    rear->next=enElem;
    rear=enElem;
    return rear;
}
void DeQueue(QNode * front,QNode * rear){
    if (front->next==NULL) {
        printf("佇列為空");
        return ;
    }
    QNode * p=front->next;
    printf("%d",p->data);
    front->next=p->next;
    if (rear==p) {
        rear=front;
    }
    free(p);
}
int main() {
    QNode * queue,*front,*rear;
    queue=front=rear=initQueue();//建立頭結點
    //向鏈佇列中新增結點，使用尾插法新增的同時，隊尾指標需要指向連結串列的最後一個元素
    rear=enQueue(rear, 1);
    rear=enQueue(rear, 2);
    rear=enQueue(rear, 3);
    rear=enQueue(rear, 4);
    //入隊完成，所有資料元素開始出佇列
    DeQueue(front, rear);
    DeQueue(front, rear);
    DeQueue(front, rear);
    DeQueue(front, rear);
    DeQueue(front, rear);
    return 0;
}

執行結果：
1234佇列為空

使用鏈佇列的心得體會

在使用鏈佇列時，最簡便的方法就是連結串列的表頭一端表示佇列的隊頭，表的另一端表示佇列的隊尾，這樣的設定會使程式更簡單。 反過來的話，佇列在增加元素的時候，要採用頭插法，在刪除資料元素的時候，由於要先進先出，需要刪除連結串列最末端的結點，就需要將倒數第二個結點的next指向NULL，這個過程是需要遍歷連結串列的。
另外需要注意的是，在刪除佇列中資料元素的時候，每次都需要判斷佇列是否為空，這就需要尋找一個判斷佇列為空的條件：如果頭結點的指標域為NULL，說明佇列為空；如果隊頭和隊尾指標都指向頭結點，說明佇列為空。（二選一）

使用鏈佇列解決問題時，要避免“野指標”的出現：

1. 當刪除最後一個數據元素時，由於一貫地認為資料元素出佇列只跟隊頭指標有關係，會忽略隊尾指標。
2. 當鏈佇列中只剩有一個數據元素時，隊尾指標指向的就是這個資料元素，被刪除後，隊尾指標指向的記憶體空間被釋放，還有可能給別的程式使用。這時候，隊尾指標如果不進行重定義，就會變成“野指標”。