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一文帶你了解C++中queue的使用

更新時(shí)間：2023年04月30日 09:07:44 作者：碼出世界的淡水魚

C++中的queue是一種容器，用于在FIFO（先進(jìn)先出）原則下存儲(chǔ)和管理元素。本篇文章將深入探討C++中的queue，包括它的定義、使用、原理和示例，感興趣的可以了解一下

一、queue的定義

queue是一個(gè)類模板。它包含在頭文件中。其定義形式如下：

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

其中，T表示元素類型，Container表示用于存儲(chǔ)元素的底層容器類型。默認(rèn)情況下，底層容器是std::deque。

二、queue的使用

queue的常用操作包括入隊(duì)、出隊(duì)、訪問隊(duì)首元素和隊(duì)尾元素。下面分別介紹它們的函數(shù)接口及其示例。

1.入隊(duì)操作

void push (const value_type& val);

在隊(duì)列末尾添加一個(gè)元素，并將隊(duì)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 << "隊(duì)列中的元素：";
    while (!q.empty())  //循環(huán)輸出隊(duì)列中的元素
    {
        cout << q.front() << " ";
        q.pop();  //出隊(duì)
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

輸出結(jié)果為：

隊(duì)列中的元素：1 2 3

2.出隊(duì)操作

void pop();

移除隊(duì)列中的第一個(gè)元素，并將隊(duì)列大小減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 << "隊(duì)列中的元素：";
    while (!q.empty())  //循環(huán)輸出隊(duì)列中的元素
    {
        cout << q.front() << " ";
        q.pop();  //出隊(duì)
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

輸出結(jié)果為：

隊(duì)列中的元素：1 2 3

3.訪問隊(duì)首元素

const_reference front() const;

返回隊(duì)列中第一個(gè)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 << "隊(duì)首元素：" << q.front() << endl;
    return 0;
}

輸出結(jié)果為：

隊(duì)首元素：1

4.訪問隊(duì)尾元素

const_reference back() const;

返回隊(duì)列中最后一個(gè)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 << "隊(duì)尾元素：" << q.back() << endl;
    return 0;
}

輸出結(jié)果為：

隊(duì)尾元素：3

三、queue的原理

queue的底層容器通常是一個(gè)std::deque，即雙端隊(duì)列。由于std::deque支持高效的隨機(jī)訪問，并且在兩端添加/刪除元素的復(fù)雜度為常數(shù)級別，因此是作為queue的底層容器的最佳選擇。

queue定義了front、back、push_back、pop_front等成員函數(shù)，這些成員函數(shù)都是通過std::deque進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。queue僅僅是std::deque的容器適配器，簡化了std::deque的接口，將其變成了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)容器。

四、queue的示例

下面通過一個(gè)示例來說明queue的用法。

定義一個(gè)隊(duì)列，使用push方法添加元素，使用front方法和back方法分別獲取隊(duì)首和隊(duì)尾元素，使用pop方法刪除隊(duì)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 << "隊(duì)列中的元素：";
    while (!q.empty())
    {
        cout << q.front() << " ";
        q.pop();
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

輸出結(jié)果為：