C++ STL之queue的使用及模拟实现

文章目录

  • 1. 介绍
  • 2. 队列的使用
  • 3. 队列的模拟实现


1. 介绍

英文解释:

在这里插入图片描述

也就是说:

  1. 队列是一种容器适配器,专门用于在FIFO上下文(先进先出)中操作,其中从容器一端插入元素,另一端提取元素。

  2. 队列作为容器适配器实现,容器适配器即将特定容器类封装作为其底层容器类,queue提供一组特定的成员函数来访问其元素。元素从队尾入队列,从队头出队列。

  3. 底层容器可以是标准容器类模板之一,也可以是其他专门设计的容器类。该底层容器应至少支持以下操作:
    empty:检测队列是否为空
    size:返回队列中有效元素的个数
    front:返回队头元素的引用
    back:返回队尾元素的引用
    push_back:在队列尾部入队列
    pop_front:在队列头部出队列

  4. 标准容器类deque和list满足了这些要求。默认情况下,如果没有为queue实例化指定容器类,则使用标准容器deque。

图示:
在这里插入图片描述

想要具体了解其底层数据结构可以参照:栈和队列

2. 队列的使用

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

queue 是容器适配器。使用时不仅需要声明参数类型,还需要选择一个底层容器(如果不传参,则默认使用 deque),并将其作为参数传递给 queue 类模板。

例如:

实例化类型解释
queue<int, deque<int>>使用整型作为元素类型,并选择 deque<int> 作为底层容器。
queue<char*, list<char*>>使用字符指针作为元素类型,并选择 list<char*> 作为底层容器。
queue<vector<int>, list<vector<int>>>使用整型向量作为元素类型,并选择 list<vector<int>> 作为底层容器。

:vector 由于没有成员函数pop_front(),所以不能作为 queue 的底层容器。

接口成员函数

函数名称代码功能说明
emptybool empty() const;返回队列是否为空。
sizesize_type size() const;返回队列中元素个数。
frontvalue_type& front();
const value_type& front() const;
返回队头顶元素的引用。
backvalue_type& back();
const value_type& back() const;
返回队尾元素的引用。
pushvoid push (const value_type& val);在队列末尾插入一个新的元素 val。
popvoid pop();删除队头元素。
swapvoid swap (queue& x) noexcept;用于和另一个容器适配器 x 交换内容。

queue的遍历

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;int main()
{queue<int> qu;for (int i = 0; i < 10; ++i)qu.push(i);while (!qu.empty()){cout << qu.front() << " " << qu.back() << endl; // 队头元素 队尾元素qu.pop();}return 0;
}

运行结果:
在这里插入图片描述

说明:

  1. 创建了一个名为 qu 的整型队列对象。
  2. 循环迭代,将当前的数字 0 到 9 依次入队。
  3. 循环条件检查栈是否为空。只要队列不为空,就打印队头元素、空格和队尾元素,并且换行,然后删除队头元素。

3. 队列的模拟实现

#pragma once
#include<iostream>
#include<deque>
using namespace std;namespace my_queue
{template<class T, class Con = deque<T>>class queue{public:queue(){}void push(const T& x){_c.push_back(x);}void pop(){_c.pop_front();}T& back(){return _c.back();}const T& back()const{return _c.back();}T& front(){return _c.front();}const T& front()const{return _c.front();}size_t size()const{return _c.size();}bool empty()const{return _c.empty();}private:Con _c;};
}

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