一文带你了解C++中queue的使用-C/C++开发

C++中的queue是一种容器，用于在FIFO（先进先出）原则下存储和管理元素。本篇文章将深入探讨C++中的queue，包括它的定义、使用、原理和示例，感兴趣的可以了解一下

一、queue的定义

queue是一个类模板。它包含在头文件中。其定义形式如下：

template <class T, class Container = deque<T>> class queue;

其中，T表示元素类型，Container表示用于存储元素的底层容器类型。默认情况下，底层容器是std::deque。

二、queue的使用

queue的常用操作包括入队、出队、访问队首元素和队尾元素。下面分别介绍它们的函数接口及其示例。

1.入队操作

void push (const value_type& val);

在队列末尾添加一个元素，并将队列大小加1。

示例：

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
int main()
{
    queue<int> q;
    q.push(1);  //添加元素1
    q.push(2);  //添加元素2
    q.push(3);  //添加元素3
    cout << "队列中的元素：";
    while (!q.empty())  //循环输出队列中的元素
    {
        cout << q.front() << " ";
        q.pop();  //出队
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

输出结果为：

队列中的元素：1 2 3

2.出队操作

void pop();

移除队列中的第一个元素，并将队列大小减1。

示例：

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
int main()
{
    queue<int> q;
    q.push(1);  //添加元素1
    q.push(2);  //添加元素2
    q.push(3);  //添加元素3
    cout << "队列中的元素：";
    while (!q.empty())  //循环输出队列中的元素
    {
        cout << q.front() << " ";
        q.pop();  //出队
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

输出结果为：

队列中的元素：1 2 3

3.访问队首元素

const_reference front() const;

返回队列中第一个元素的引用。

示例：

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
int main()
{
    queue<int> q;
    q.push(1);  //添加元素1
    q.push(2);  //添加元素2
    q.push(3);  //添加元素3
    cout << "队首元素：" << q.front() << endl;
    return 0;
}

输出结果为：

队首元素：1

4.访问队尾元素

const_reference back() const;

返回队列中最后一个元素的引用。

示例：

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
int main()
{
    queue<int> q;
    q.push(1);  //添加元素1
    q.push(2);  //添加元素2
    q.push(3);  //添加元素3
    cout << "队尾元素：" << q.back() << endl;
    return 0;
}

输出结果为：

队尾元素：3

三、queue的原理

queue的底层容器通常是一个std::deque，即双端队列。由于std::deque支持高效的随机访问，并且在两端添加/删除元素的复杂度为常数级别，因此是作为queue的底层容器的最佳选择。

queue定义了front、back、push_back、pop_front等成员函数，这些成员函数都是通过std::deque进行实现的。queue仅仅是std::deque的容器适配器，简化了std::deque的接口，将其变成了一个标准容器。

四、queue的示例

下面通过一个示例来说明queue的用法。

定义一个队列，使用push方法添加元素，使用front方法和back方法分别获取队首和队尾元素，使用pop方法删除队首元素。

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
int main()
{
    queue<int> q;
    q.push(1);
    q.push(2);
    q.push(3);
    cout << "队列中的元素：";
    while (!q.empty())
    {
        cout << q.front() << " ";
        q.pop();
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

输出结果为：