Queue队列详解

概述

在STL中由Class queue<>实作出一个queue(队列，FIFO， 先进先出)。我们可以使用push()将任意元素数量置入queue,使用pop()将元素依其插入次序从容器中移除，queue是个典型的数据缓冲结构；queue接口示意图如图1.

为了运用queue，我们需要包含头文件<queue>,class queue定义如下：

namespace std
{
	template<class T,
			 class Container = deque<T> >
	class queue;
}

第一个template参数代表元素型别，第二个参数用来决定用何种容器来存放元素，默认是使用queue作为实际的容器。

实际上queue只开放了符合queue结构的内部容器接口，其余的均未定义，因此queue的各项操作都转化为内部容器的对应接口，如图2所示。

核心接口

push()

• 将一个元素置入queue中，该元素成为其最后的元素

pop()

• 移除queue中的第一元素
• 此函数无返回值，想处理被移除的元素，必须先调用front()
• 调用者保证queue非空

front()

• 返回第一个被置入的元素，即返回queue最前端的元素
• 调用者保证queue不空

back()

• 返回最后一个被插入的元素
• 调用者保证queue非空

源码实现

STL中的queue实现源码如下，我们也可以根据自己需求重新实现queue的实作版本，相关实现方式可参考Stacks原理剖析一文。

// TEMPLATE CLASS queue
template<class _Ty,class _Container = deque<_Ty> >
class queue
{	// FIFO queue implemented with a container
public:
    typedef _Container container_type;
    typedef typename _Container::value_type value_type;
    typedef typename _Container::size_type size_type;
    typedef typename _Container::reference reference;
    typedef typename _Container::const_reference const_reference;

    queue() : c()
    {	// construct with empty container
    }

    explicit queue(const _Container& _Cont) : c(_Cont)
    {	// construct by copying specified container
    }

    bool empty() const
    {	// test if queue is empty
        return (c.empty());
    }

    size_type size() const
    {	// return length of queue
        return (c.size());
    }

    reference front()
    {	// return first element of mutable queue
        return (c.front());
    }

    const_reference front() const
    {	// return first element of nonmutable queue
        return (c.front());
    }

    reference back()
    {	// return last element of mutable queue
        return (c.back());
    }

    const_reference back() const
    {	// return last element of nonmutable queue
        return (c.back());
    }

    void push(const value_type& _Val)
    {	// insert element at beginning
        c.push_back(_Val);
    }

    void pop()
    {	// erase element at end
        c.pop_front();
    }

    const _Container& _Get_container() const
    {	// get reference to container
        return (c);
    }

protected:
    _Container c;	// the underlying container
};

queue实例

/****************************************************************
*函数名称：QueueTest
*功    能：普通队列操作示例
*作    者：Jin
*日    期：2016年7月6日
****************************************************************/
void QueueTest()
{
    queue<string> strQueue;
    
    //insert three element into the queue
    strQueue.push("Whatever is worth doing is worth doing well.");
    strQueue.push("The hard part isn’t making the decision. It’s living with it.");
    strQueue.push("there are more than four words!");

    while (!strQueue.empty())
    {
        cout << strQueue.front() << endl;
        strQueue.pop();
    }
}

输出

依次打印push到queue中的语句