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C++队列(queue)的详细解析

假面人 已关注

C++中的队列(queue)是一个容器适配器,它提供一种先进先出(FIFO,First In First Out)的数据存储方式。这意味着新元素被插入到队列的末尾,而读取和移除操作则发生在队列的开头。

头文件

要使用队列,你需要包含头文件:

  1. #include <queue>

基本操作

  1. 创建队列:

    1. std::queue<int> q; // 创建一个存储整数的队列
  2. 元素入队:
    使用push()方法将元素添加到队列的末尾。

    1. q.push(10); // 将整数10添加到队列中
    2. q.push(20); // 将整数20添加到队列中
  3. 元素出队:
    使用pop()方法从队列的头部移除元素。需要注意的是,pop()不会返回被删除元素。

    1. q.pop(); // 移除队列中第一个元素
  4. 访问头部元素:
    使用front()方法可以访问队列的第一个元素,而不移除它。

    1. int frontElement = q.front();
  5. 访问尾部元素:
    使用back()方法可以访问队列的最后一个元素。

    1. int backElement = q.back();
  6. 检查队列是否为空:
    使用empty()方法来判断队列是否为空。

    1. bool isEmpty = q.empty();
  7. 获取队列大小:
    使用size()方法来获取当前队列中元素的数量。

    1. size_t queueSize = q.size();

队列的特性

  • FIFO顺序: 队列中的元素遵循先进先出原则,即第一个进入队列的元素最先被移除。
  • 动态大小: 队列的大小可以根据添加或移除的元素动态变化。

常见应用

  • 任务调度: 任务按照到达顺序依次被处理。
  • 模拟现实世界中的排队情况: 例如银行服务大厅中的排队叫号。
  • 广度优先搜索(BFS)算法: 队列用于存储待访问的节点。

示例代码

  1. #include <iostream>
  2. #include <queue>
  3. int main() {
  4. std::queue<int> q;
  5. q.push(1);
  6. q.push(2);
  7. q.push(3);
  8. std::cout << "Queue front: " << q.front() << std::endl; // 输出 1
  9. std::cout << "Queue back: " << q.back() << std::endl; // 输出 3
  10. q.pop();
  11. std::cout << "Queue front after pop: " << q.front() << std::endl; // 输出 2
  12. while (!q.empty()) {
  13. std::cout << q.front() << " ";
  14. q.pop();
  15. }
  16. // 输出 2 3
  17. return 0;
  18. }

以上是对C++中队列的一个详细解析,希望能帮助你更好地理解和使用该数据结构。

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