數據結構中的棧與隊列還是經常使用的，棧與隊列其實就是線性表的一種應用。因為線性隊列分為順序存儲和鏈式存儲，所以棧可以分為鏈棧和順序棧，隊列也可分為順序隊列和鏈隊列。本篇博客其實就是《數據結構之線性表的順序存儲於鏈式存儲（Swift面向對象版）》這篇博客的應用。本篇博客會分別給出隊列的順序和鏈式存儲，以及棧的順序和鏈式存儲。
說到棧和隊列這兩種數據結構，理解起來應該不難。隊列就是進行排隊的數據結構，一個隊列肯定是線性結構了，之所以稱之為隊列，是因為有着先入先出（FIFO ----first in first out）的特性。就像你去銀行辦業務排隊時，你先排的隊當然是你先辦理業務，那些后排隊的要在你后邊辦業務。而棧就與隊列相反了，棧具有先入后出（FILO -- first in last out）的特性。在現實生活中手槍的子彈夾就是棧的結構，最先進去的子彈會最后才射出。當然在我們做iOS開發時，會經常使用到導航棧，而導航棧中存儲的就是你之前Push進的頁面，也是先入后出的特性。關於棧和隊列，下方會給出詳細的介紹。
一、棧與隊列的綜述
棧與隊列毫無疑問都是線性結構的，分別適用於不同的場景。博客的本部分會給出棧與隊列的總體介紹，然后分別給出其實現方案。當然下方在棧與隊列的實現中，我們依然采用“面向接口”編程的思想，會先定義棧與隊列的相關接口，然后給出棧與隊列的不同實現方案。
下方這個就是一個典型的隊列的結構。需要加入隊列中的元素是往隊尾添加的，而需要出隊的元素從隊頭出。這樣出隊列的順序與進入隊列的順序是一致的。這也就是隊列的特性，先入先出。之前我們在聊GCD的中的隊列的時候也同樣適應這個特性。在GCD中無論是串行隊列還是並行隊列，其都遵循隊列“先入先出”的規則。
上面我們簡單的聊了一下隊列，接下來我們來簡單的聊一下棧。在博客的開頭也提到了，彈構就是棧結構。彈夾中的子彈就是棧中的元素，遵循着先入后出的原則。下方這個示例圖就是一個典型的棧型結構。在棧中有一個指針Top，永遠指向棧頂元素，如果棧為空，那么Top就為nil。在棧結構中無論是入棧還是出棧，都是操作棧頂元素。所以入棧順序與出棧順序是相反的。
二、線性隊列和鏈式隊列的實現
聊完原理，接下來我們就要來進行代碼實現了。下方將會給出具體的隊列的實現代碼，並給出相應的測試用例。當然我們依然是采用面向對象的思想來實現的隊列的。在看具體代碼之前，我們先來看一下我們本篇博客所涉及Demo的具體目錄。最上面的框是兩個協議，StackProtocol中聲明了棧結構所涉及的操作，所有棧都要遵循該協議。QueueProtocol聲明了隊列中所涉及的所有操作，隊列的實現都要遵循該隊列協議。
這樣做的好處就是所有類型的棧可以共用棧的測試用例，而隊列也是如此。下方就是我們測試用例的調用方式，需要測棧時，就給棧的測試用例傳入相應棧的對象，隊列也是一樣。也就能明顯看出面向接口編程的好處。
1.隊列協議：QueueType
在具體實現隊列之前，我們先定義隊列的接口。此處我們要定義的就是QueueType協議，在QueueType中聲明的是隊列的全部操作。無論是棧隊列，還是順序隊列都必須要遵循該接口，而在外部聲明隊列類型時，我們一般會使用QueueType來聲明隊列類型。類型為QueueType的隊列可以被賦值為遵循QueueType協議的類的任何對象。下方就是QueueType協議中的內容。
從下方的代碼段中，我們顯然可以看出QueueType協議就是賦值為我們的隊列實現定制大綱的。有了這個大綱，具體隊列的實現要按照下方這個大綱來。至於隊列的具體實現細節，QueueType協議並不關心，QueueType關系的是隊列對外的使用方式。
2.順序隊列
接下來我們就依據上述的隊列的協議，給出順序隊列的具體實現代碼。順序隊列我們就以Swift中的數組類型來代替了。enQueue--入隊列所對應的操作就是往數組的尾部添加數據，而deQeueu--出隊列操作就是將數組第一個元素進行移除並返回移除的值即可。下方就是入隊列和出隊列的操作，如下所示。隊列的其他操作在此就不做過多贅述了，請參考github上分享的代碼。
3.鏈式隊列
鏈式隊列其實就是鏈表的一種使用方式。鏈式隊列就是講隊列元素以鏈表的形式進行存儲，並且規定只能從鏈表的尾部添加元素，從鏈表的頭部移除元素。關於鏈表的各種操作請參考上篇博客《數據結構之線性表的順序存儲於鏈式存儲（Swift面向對象版）》中介紹的內容。該部分就是鏈表在隊列中的應用。與上面的內容類似，下方是鏈式隊列的核心操作，下方截圖中的代碼段是鏈式隊列中出隊列和入隊列的操作了。如下所示：
4.隊列的測試用例
上面我們分別實現了鏈式隊列和順序隊列，接下來我們將會對上面這兩種隊列進行測試。由於上面這兩種隊列有種統一的對外調用接口，也就是這兩種隊列都遵循QeueuType這個隊列協議。所以在測試隊列時我們可以使用同一個測試用例，這也就是“面向接口編程”的好處。當我們再引入其他隊列的具體實現方案時，只需要將新引入的隊列解決方案遵循我們之前定義的QueueType接口即可，我們的測試用例仍然好用。從這一點我們就能看出“面向接口”編程的可維護性和高擴展性。
下方就是我們隊列的測試用例, 函數的參數是QueueType的類型。也就是只要遵循QueueType協議的所有類的對象都可以作為該函數的參數。最下方的兩行代碼是該函數的調用方式。第一個傳入的是順序隊列的對象，所有測試的就是順序隊列相關代碼。而第二個傳入的是棧隊列的對象，那么測試的就是棧隊列的相關代碼。
下方就是測試用例的運行結果，先將a, b出隊列，然后將x,y,x如隊列。
三、棧的順序存儲與鏈式存儲
上面已經聊完隊列的相關內容了，接下來我們在按照上面的方式來聊一下棧的內容。再重復一遍棧的規則：先入后出。先入后出是棧的特定，當然棧也屬於邏輯結構中線性結構，基於線性結構的特定，所以棧也是有這鏈式和順序存儲的結構的。下方將會給出棧的這兩種實現。在具體實現不同類型的棧時，我們還是依照“面向接口”編程的思想，先定義出棧的協議StackType。StackType協議中定義了棧的所有相關操作，棧的具體實現要遵循該協議。這樣做的好處就不做過多贅述了。
1.棧協議StackType的定義
首先我們還是來定義棧的接口StackType。下方截圖中的代碼段就是我們定義好的棧的接口，也就是Swift語言中的協議。從下方協議中我們不難看出，只聲明了方法，而沒有具體實現。具體實現我們放在不同類型的棧中去做。因為具體實現的棧要對外統一調用接口，所以必須遵循StackType協議。
2.棧的順序存儲實現
定義完棧的協議后，我們就該遵循該協議給出具體的實現了，接下來我們要給出順序棧的實現方式。此處為了簡單期間，我們就使用Swift的數組（Array）變量來實現。當然入棧和出棧操作都是借助Array自帶的操作來實現的。下方截圖中就是順序棧中入棧（push）和出棧（pop）的操作。因為我們借助了Array本身的操作，也就是Array為我們做了許多事情，所以實現起來就比較簡單了。
下方就是順數棧的主要操作，push()方法就是將該函數的參數進行入棧操作。其實就是調用的Array的append()方法，將該參數存入到數組的最后一個位置。而pop()方法負責移除並返回棧頂元素，此處我們借用了Swift語言中的Array的removeLast()方法，來移除數組的最后一個元素，然后將這個元素進行返回。從上述操作步驟來看，棧的特點就是對棧頂元素進行操作。
3. 棧的鏈式存儲實現
上面的順序存儲，我們使用的是順序存儲，借助了Array來實現的，所以操作起來比較簡單。棧的鏈式存儲操作起來會相對麻煩一些，不過這些操作在上篇博客中已經進行了詳細的介紹，所以對本篇博客來說並非難事。
下方這段代碼就是鏈式存儲的棧的核心操作。push()方法賦值的就是往棧中添加新的元素，首先會創建一個新的結點，然后添加到棧頂元素中。棧頂元素我們用top指針來進行標記。入棧后我們還要將棧的長度進行加一操作。然后就是pop()出棧操作了，首先會判斷棧是否為空，如果不為空就返回棧頂元素，並將棧頂元素進行移除。移除棧頂元素后需要將top指針指向新的棧頂並將棧中的元素進行減一操作。具體代碼如下所示。
4.棧的測試用例
因為上述我們棧的實現都遵循了我們事先定義好的StackType協議，所以上述兩種類型的棧可以使用一個測試用例。這一點與上述隊列的測試用例是一致的，接下來我們將要來測試我們的棧。下方testStack()函數就是我們棧的測試函數，函數的參數類型是StackType。所有遵循StackType協議的棧的對象都可以作為該函數的參數。最后兩行是函數的調用方式，第一個傳入的是順序棧的對象，第二個傳入的參數是鏈棧的對象。
由上面這段代碼可看出，該測試用例是適用於StackType系列的棧。下方就是測試用例的輸出結果，輸出結果還算是直觀形象，所以在此就不做過多的贅述了。
至此呢，我們的棧與隊列的順序存儲和鏈式存儲就聊完了。當然，本篇博客只是拿出了Demo的一部分來講的，更完整的示例還是看github上分享的Demo吧。
github分享地址：https://github.com/lizelu/DataStruct-Swift/tree/master/StackAndQueue