1.4栈、虚拟机栈、栈帧有什么区别

栈是一个数据结构的栈，是线性表的一种，满足后进先出的特点。保存在栈中的元素都是相同数据类型。

虚拟机栈是一个操作系统栈，是一个概念性的东西，底层到底是不是用的栈（数据结构），到底用的链式栈还是顺序栈都不是关键。

栈帧：函数从调用过程到结束的一个体现，一个函数从调用到销毁其中占用的空间，内部的局部变量都统一放在该函数的栈帧中（一种类型，专门描述函数在操作系统内部的调用过程），可以看做是一个class。

二、队列

队列也是操作受限的线性表，只能从队列的一段添加元素（队尾），从队列的另一端删除元素（对首）。是一种先进先出的结构（FIFO）。

 入队：向队列中添加元素。叫做offer。

出队：从队列中移除元素。叫做poll。

广义上的队列一般有以下几种：

1、普通队列，链式队列-基于链表实现（单链表足够，尾插头删）。

2、循环队列，可以从队尾走到对首，使用定长数组来实现。

3、优先级队列，一般都是先进先出，但是优先级较高的元素可以优先出队。内部使用堆这个数据结构来实现，JDK默认使用的是最小堆-完全二叉树。

2.1队列的接口

一共有四个方法，入队、出队，查看队首元素，判断队列是否为空。

public interface Queue {void offer(int val);// 出队int poll();// 查看队首元素int peek();// 判断队列是否为空boolean isEmpty();
}

2.2普通队列的实现

普通队列一般都是用单链表实现的，就是多了一个尾结点。

offer就是入队操作，也就是单链表的尾插法。

poll就是出队操作，排除队列为空之后，删除头结点即可。

peek查看队首元素直接输出头结点值即可。

public class LinkedQueue implements Queue {private int size;private Node head;private Node tail;private static class Node {int val;Node next;public Node(int val) {this.val = val;}}@Overridepublic void offer(int val) {Node node = new Node(val);size ++;if (tail == null) {head = tail = node;return;}tail.next = node;tail = node;}@Overridepublic int poll() {if (isEmpty()) {throw new NoSuchElementException("queue is empty!cannot poll!");}Node node = head;head = head.next;node.next = null;return node.val;}@Overridepublic int peek() {if (isEmpty()) {throw new NoSuchElementException("queue is empty!cannot peek!");}return head.val;}@Overridepublic boolean isEmpty() {return size == 0;}public String toString() {StringBuilder sb = new StringBuilder();sb.append("front [");for (Node x = head;x != null;x = x.next) {sb.append(x.val);if (x.next != null) {sb.append(", ");}}sb.append("] tail");return sb.toString();}
}

    public static void main(String[] args) {Queue queue = new LinkedQueue();queue.offer(1);queue.offer(3);queue.offer(5);queue.offer(7);System.out.println(queue.poll());System.out.println(queue.peek());System.out.println(queue);}

 2.3队列和栈的相互实现

（1）用队列实现栈

请你仅使用两个队列实现一个后入先出（LIFO）的栈，并支持普通栈的全部四种操作（push、top、pop 和 empty）。 实现 MyStack 类： void push(int x) 将元素 x 压入栈顶。 int pop() 移除并返回栈顶元素。 int top() 返回栈顶元素。 boolean empty() 如果栈是空的，返回 true ；否则，返回 false 。

 运用两个队列q1和q2来实现栈，q1一直作为存放元素的队列，q2作为辅助队列。

 首先第一次向队列中插入元素，先将元素插入到q2，如果q1为空，则直接将q1和q2相互转换。

 然后再将新的元素入队q2，这时q1中有元素那么久直到q1为空，一直把q1元素出队，入队q2。

 然后将q1和q2相互转换。

public class MyStack {private Queue q1;private Queue q2;public MyStack() {q1 = new LinkedList<>();q2 = new LinkedList<>();}public void push(int x) {q2.offer(x);while (!q1.isEmpty()) {q2.offer(q1.poll());}Queue temp = q1;q1 = q2;q2 = temp;}public int pop() {return q1.poll();}public int top() {return q1.peek();}public boolean empty() {return q1.isEmpty();}
}

（2）用栈实现队列

请你仅使用两个栈实现先入先出队列。队列应当支持一般队列支持的所有操作（push、pop、peek、empty）： 实现 MyQueue 类： void push(int x) 将元素 x 推到队列的末尾 int pop() 从队列的开头移除并返回元素 int peek() 返回队列开头的元素 boolean empty() 如果队列为空，返回 true ；否则，返回 false

 运用两个栈来实现队列，s1一直作为存放元素的栈，q2作为辅助栈。

 每次有新的元素的时候，都要判断s1是否为空，s1为空那么直接将元素入s1栈即可。

 在有新的元素的时候，需要s1不为空，那么就需要将s1的元素逐个向s2中入栈，然后s1为空了再将新元素入栈。

 最后再将s2中元素一个一个出栈入s1栈。

public class MyQueue {private Stack s1 = new Stack<>();private Stack s2 = new Stack<>();public MyQueue() {}public void push(int x) {while(!s1.empty()){s2.push(s1.pop());}s1.push(x);while(!s2.empty()){s1.push(s2.pop());}}public int pop() {return s1.pop();}public int peek() {return s1.peek();}public boolean empty() {return s1.empty();}
}

2.4循环队列

循环队列使用定长数组来实现，数组的首尾相连就构成了循环队列。循环队列一般用在os生产消费者模型。

head指向队列对首，tail引用指向队列最后一个元素的下一个索引，当head==tail，说明队列为空。

为了区分循环队列到底是满还是空，循环队列会浪费一个空间，来区分队列已满还是为空。就是要保存一个最大支持n个元素的循环队列，则开辟一个长度为n+1的数组，多余的这个空间就是来判断队列是否已满。当（tail+1）%num.length == head，则代表队列已满。