C++ -- 队列std::queue

C 中的队列Queue是一种遵循‌先进先出‌FIFO, First In First Out原则的线性数据结构。元素从队尾Rear进入从队头Front移除。在 C 中使用队列主要有两种方式‌使用 STL 标准库‌std::queue最常用、推荐。‌手动实现‌基于数组循环队列或链表用于理解底层原理或特定场景优化。1. STLstd::queue的使用std::queue是一个‌容器适配器‌默认底层使用std::deque双端队列实现也可以指定为std::list。它封装了底层容器的操作只暴露队列特有的接口。1.1 基本操作‌注意‌pop()函数不返回被删除的元素。如果需要获取并删除队头元素需先调用front()获取值再调用pop()。1.2 代码示例#include iostream #include queue #include string using namespace std; int main() { // 1. 创建队列 queueint q; // 2. 入队 (Push) q.push(10); q.push(20); q.push(30); // 3. 查看状态 cout 队列大小: q.size() endl; // 输出: 3 cout 队头元素: q.front() endl; // 输出: 10 cout 队尾元素: q.back() endl; // 输出: 30 // 4. 出队 (Pop) - 注意 pop 没有返回值 if (!q.empty()) { int val q.front(); // 先获取值 q.pop(); // 再移除 cout 出队元素: val endl; // 输出: 10 } // 5. 遍历队列 (队列不支持迭代器只能通过不断出队来遍历这会破坏队列) // 如果需要保留原队列通常复制一份或使用其他容器 while (!q.empty()) { cout q.front() ; q.pop(); } // 输出: 20 30 return 0; }1.3 自定义底层容器虽然默认使用deque但你可以根据需求指定底层容器#include list #include queue // 使用 list 作为底层容器适合频繁插入删除但内存开销大 queueint, listint q_list; // 使用 deque 作为底层容器默认缓存友好支持随机访问但队列接口屏蔽了该功能 queueint, dequeint q_deque;#include iostream #include stdexcept using namespace std; template typename T class CircularQueue { private: T* data; int front; int rear; int capacity; public: CircularQueue(int size) : capacity(size 1), front(0), rear(0) { data new T[capacity]; } ~CircularQueue() { delete[] data; } bool isEmpty() { return front rear; } bool isFull() { return (rear 1) % capacity front; } void push(T val) { if (isFull()) { throw overflow_error(Queue is full); } data[rear] val; rear (rear 1) % capacity; } void pop() { if (isEmpty()) { throw underflow_error(Queue is empty); } front (front 1) % capacity; } T getFront() { if (isEmpty()) { throw underflow_error(Queue is empty); } return data[front]; } int size() { return (rear - front capacity) % capacity; } }; // 测试 int main() { CircularQueueint cq(3); // 实际只能存3个元素因为预留了一个空间 cq.push(1); cq.push(2); cq.push(3); cout Front: cq.getFront() endl; // 1 cq.pop(); cout Front after pop: cq.getFront() endl; // 2 cq.push(4); // 此时空间复用 cout Size: cq.size() endl; // 3 return 0; }