清华大学严蔚敏数据结构：顺序队列示意图与操作

在IT领域，数据结构是计算机科学的基础，它关注数据的组织方式及其操作。队列作为一种基本的数据结构，具有在限定的一端添加元素（入队）和从另一端删除元素（出队）的特点，常用于任务调度、消息传递等场景。队列的示意图展示了队列的两种基本操作：队头（先进先出，FIFO，即出队的第一个元素是最先入队的）和队尾（元素依次入队并在最后出队）。在顺序表示和实现中，队列利用数组作为底层数据结构，存储当前队列的所有元素。 循环队列是对普通队列的扩展，它解决了在队列满时出队和入队操作可能引起的队尾指针超过数组长度的问题。循环队列通过将队尾指针与队头指针相加并取模，保持了队列的动态性。这种实现方式使得队列可以连续存储，提高了空间利用率。 数据结构课程中的关键概念包括抽象数据类型（ADT），它将实际的数据结构和操作封装在一起，使得用户无需关心具体实现细节。算法设计是数据结构的重要组成部分，它涉及选择合适的数据结构以优化特定问题的解决效率。例如，电话号码查询系统的例子展示了一种根据数据结构（如二维数组或向量）设计算法的过程，以高效查找和更新信息。 1.1节提到的数据结构定义强调了数据的组织方式（如二维数组表示的人名与电话号码对应关系），以及这些组织方式对算法设计和执行效率的影响。数据的逻辑结构（如数组的顺序）和物理结构（如内存中的存储位置）都受到重视。 1.2中的基本概念和术语包括数据（Data）、数据结构（Data Structure）、逻辑结构（Logical Structure）、物理结构（Physical Structure）、运算（Operations）以及算法（Algorithms）。此外，术语如队列、栈、链表等都是数据结构的典型代表，它们各自有不同的特性和适用场景。 总结来说，数据结构是关于如何有效地存储和操作数据，以便支持各种计算任务的关键知识。掌握队列等基础数据结构及其操作，对于理解计算机程序设计和优化至关重要。通过实例分析，我们可以深入理解数据结构如何影响程序设计，从而提高软件质量和效率。