【语法】
一、隐蔽陷阱
用 table.insert 和 table.remove 模拟队列:频繁头部删除导致所有元素前移,万级消息队列的出入队耗时暴涨——固定容量加取余循环才是正确姿势。
二、底层原理
环形队列用固定长度数组加头尾指针:入队时尾指针取余推进,出队时头指针取余推进,两个指针在环形空间中追赶。队列满的条件是 (尾+1)%容量==头,空的条件是尾==头,进出队均为 O(1)。
三、正确代码
基础写法(环形队列核心):
local Queue = {}
Queue.__index = Queue
function Queue.new(cap)
return {buf = {}, cap = cap, head = 1, tail = 1}
end
function Queue.push(q, v)
if (q.tail % q.cap) + 1 == q.head then
return false -- 队满
end
q.buf[q.tail] = v
q.tail = q.tail % q.cap + 1
return true
end
function Queue.pop(q)
if q.head == q.tail then return nil end
local v = q.buf[q.head]
q.buf[q.head] = nil
q.head = q.head % q.cap + 1
return v
end
进阶写法(使用演示):
local q = Queue.new(5)
for i = 1, 5 do q:push(i) end
print(q:push(6)) -- false 队满
print(q:pop()) -- 出队 1
print(q:push(6)) -- true 出队腾位后可入
四、引擎验证
容量 5 的队列连入 5 个后返回队满;出队 2 个再入队 2 个,尾指针正确绕回覆盖旧位。
五、FAQ
问:队满和队空怎么区分?
答:预留一格空位,尾加一追上头即为满。
问:容量能扩吗?
答:能,新建大容量队列逐个迁移旧元素。
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