深入浅出数据结构：队列（Queue）—— 生活中的排队艺术 - 详解

在大家的日常生活中，“排队”是一种再熟悉不过的场景——无论是排队买票、排队打饭还是排队等候服务，我们都遵循着一个简单而公平的原则：“先来的人先得到服务”。在计算机科学的世界里，同样存在着这样一种完美模拟“排队”行为的数据结构，它就是我们今天的主角——队列（Queue）。

一、什么是队列？先进先出的智慧

根据笔记，我们先要明确队列的核心概念：

1. 先进先出（FIFO）: 这是队列最根本的特性，全称为 "First-In, First-Out"。这与我们之前可能接触过的**栈（Stack）**的“后进先出”（LIFO, "Last-In, First-Out"）特性形成了鲜明的对比。行想象一下排队打饭，最早进入队伍的人，肯定是第一个打到饭的。
2. 受限的线性表: 队列本质上是一种线性表，但它的操作受到了限制。数据只能从一端进入，从另一端离开。
3. 队头（Front）与队尾（Rear）:

• 队尾（Rear）：允许插入新元素的一端，我们称之为“入队”（Enqueue）。
• 队头（Front）：允许删除元素的一端，大家称之为“出队”（Dequeue）。

二、队列的核心操作接口

一个设计良好的队列，通常会提供以下几个核心的接口，方便我们进行管理：

• 入队 ​​push(element)​​: 将一个元素添加到队尾。
• 出队 ​​pop()​​: 从队头移除一个元素。
• 获取队头元素​​front()​​: 查看队头的元素，但不移除它。
• 获取队尾元素​​back()​​: 查看队尾的元素，但不移除它。
• 获取队列大小​​size()​​: 返回队列中当前元素的数量。
• 判断队列是否为空​​empty()​​: 检查队列中是否没有任何元素。

三、代码实战：在 C++ 中运用队列

理论说再多，不如亲手敲一遍代码。下面我们通过两个案例来展示队列的使用：首先是使用 C++ 标准模板库（STL）中现成的 ​​std::queue​​，然后我们尝试自己动手实现一个简单的队列。

案例一：使用 C++ STL 中的 ​​std::queue​​

C++ STL 为我们提供了封装好的队列容器，使用起来非常方便。你需要包含 ​​<queue&