本文共 964 字，大约阅读时间需要 3 分钟。

线程池与任务队列（Task-Queue）基础知识

队列的基本概念

队列是一种数据结构，具有先进先出的特性。最基础的操作包括入队和出队，元素从队列的尾部入队，从头部出队。

队列的实现方式

数组实现

head 表示队列的头部，tail 表示队列的尾部。队列的插入和删除操作分别对应入队和出队。

入队操作示意图

将元素插入队列尾部，只需将 tail 指针向后移动一位即可。

出队操作示意图

从队列头部删除元素，head 指针向前移动一位，其他元素自动向前填补空缺位置。

循环队列的概念

当 tail 指针超过数组长度时，队列会自动从前面元素的位置重新开始。这种方式可以最大限度地利用内存空间，避免频繁申请和释放内存的开销。

队列的应用场景

CPU超线程技术

每个核心都通过队列接收任务，处理完成后返回队列中的下一个任务。这种方式可以充分利用多核处理器的计算能力。

线程池的任务管理

线程池通过任务队列来管理线程的生命周期，避免频繁创建和销毁线程的开销。

LeetCode经典面试题解析

1. 基于数组的循环队列实现

题目描述：实现一个基于数组的循环队列。

解题思路：

• 使用数组存储队列元素。
• 采用循环利用的方式，避免频繁申请内存。
• 入队操作：将元素插入尾部，tail 指针取模运算（防止溢出）。
• 出队操作：从头部取出元素，head 指针取模运算。

2. 双端队列实现

题目描述：实现一个双端队列，支持从两端插入和删除元素。

解题思路：

• 类似于普通队列，但支持从头部和尾部进行操作。
• 入队操作：可以选择头部或尾部插入。
• 出队操作：同样可以选择头部或尾部删除。

3. 前中后循环队列实现

题目描述：在中间位置插入和删除元素，同时保持队列的平衡。

解题思路：

• 使用两个双向队列分别存储前半部分和后半部分。
• 保持两个队列的元素数量平衡。
• 中间插入操作：插入到前队列的尾部。
• 中间删除操作：删除前队列的头部。

4. 区间请求计数

题目描述：统计在某个时间范围内的请求次数。

解题思路：

• 使用队列来模拟先进先出的请求处理机制。
• 每个请求记录其到达时间和过期时间。
• 使用队列来管理当前正在处理的请求。

总结

队列是一种重要的数据结构，主要用于缓冲和任务管理。常见的实现方式包括数组和链表。根据实际需求选择合适的实现方式，可以最大限度地提升系统性能。

转载地址：http://nzhfk.baihongyu.com/