1. 数组队列和链表队列的定义
数组队列和链表队列都是基于队列这个数据结构实现的。队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，类似于排队的模式。数组队列和链表队列都是在队列的基础上进行了不同的实现方式来提高队列的效率和灵活性。
1.1 数组队列
数组队列使用数组来实现队列，队列中元素的位置是连续存储的。数组队列需要预先指定队列的容量，如果队列元素个数超过了容量，就需要重新分配空间。当队列中的元素被删除后，留下的空间不能被其他元素使用，从而造成空间的浪费。
template <class T>
class ArrayQueue {
private:
T* data; // 存储队列元素的数组
int head; // 队首指针
int tail; // 队尾指针
int capacity; // 队列容量
int count; // 队列元素个数
public:
ArrayQueue(int capacity);
~ArrayQueue();
bool enqueue(T element);
T dequeue();
bool isEmpty();
int size();
void clear();
};
1.2 链表队列
链表队列使用链表来实现队列，队列中元素的位置是不连续存储的。链表队列不需要预先指定队列的容量，当队列元素个数超过了当前链表节点个数，就需要新建一个节点。当队列中的元素被删除后，不会留下任何空间浪费。
template <class T>
class LinkedQueue {
private:
struct Node {
T data; // 节点存储的数据
Node* next; // 节点指向下一个节点的指针
};
Node* head; // 队列队首指针
Node* tail; // 队列队尾指针
int count; // 队列元素个数
public:
LinkedQueue();
~LinkedQueue();
bool enqueue(T element);
T dequeue();
bool isEmpty();
int size();
void clear();
};
2. 数组队列和链表队列的性能比较
数组队列和链表队列实现的基本方式不同，因此它们的性能也有所不同。下面从时间复杂度和空间复杂度两个方面对它们进行分析和比较。
2.1 时间复杂度
在不断出队和入队的情况下，数组队列和链表队列的时间复杂度如下：
入队：由于数组队列要在队尾插入元素，需要移动其后面的元素，因此时间复杂度为 O(n)。而链表队列的时间复杂度为 O(1)，因为只需要在链表尾部插入一个节点即可。
出队：数组队列和链表队列的时间复杂度均为 O(1)，因为只需要将队首元素取出即可。
2.2 空间复杂度
在空间方面，数组队列需要预先分配一定的空间，因此其空间复杂度为 O(n)。而链表队列的空间复杂度是动态分配的，因此可以根据需要来进行扩展，不需要空间浪费。
2.3 总结
数组队列和链表队列的实现方式不同，导致它们在时间复杂度和空间复杂度方面都有所不同。在大多数情况下，链表队列比数组队列更加适合实际应用，因为链表队列具有更好的灵活性和扩展性。
3. 如何选择数组队列和链表队列
一般来说，在实际应用中，需要根据不同的需求来选择适合的队列实现方式。下面列举了一些参考因素，供选择时进行参考。
3.1 插入元素的频率
如果需要频繁地在队尾插入元素，建议选择链表队列。如果需要频繁地在队首插入元素，建议先将数组队列中的元素统一向后移动，再插入元素，时间复杂度为 O(n)。
3.2 删除元素的频率
如果需要频繁地删除队首元素，建议选择链表队列。如果需要频繁地删除队尾元素，建议使用双端队列（Deque）。
3.3 元素数量的预估
如果能够预估队列中元素的数量，且预估值不大，建议选择数组队列。如果无法预估队列中元素的数量，或者预估值可能非常大，建议选择链表队列。
3.4 对空间复杂度的要求
如果对内存空间的占用有较高要求，建议选择链表队列。如果对速度要求高于空间复杂度，则选择数组队列。
3.5 适合的应用场景
数组队列适合使用在元素数量已知，且不需频繁动态改变队列大小的场景，比如模拟调度等。链表队列适合使用在元素数量无法预估，或者需要频繁动态改变队列大小的场景，例如数据流处理等。