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c++ STL系列——（四）queue

article 2024/11/12 13:48:45

在C++中，标准模板库（STL）提供了许多容器和算法，其中之一便是queue。queue是一个先进先出（FIFO）的数据结构，它允许在队列的末尾添加元素，并从队列的开头移除元素。本文将深入探讨C++ STL中queue的特性、用法以及实际应用。

包含头文件

要使用queue，首先需要包含相应的头文件：

#include <queue>

基本特性

queue是一个模板类，可以存储任意类型的元

T firstElement = myQueue.front();

素。以下是创建一个queue的基本语法：

std::queue<T> myQueue;

这里的T代表存储在queue中的元素类型。

基本操作

插入元素

向queue中插入元素可以使用push()方法：

myQueue.push(value);

这将把value添加到queue的末尾。

if (myQueue.empty()) {
    // 队列为空的处理逻辑
}

访问队首元素

要访问队首元素，可以使用front()方法：

T firstElement = myQueue.front();

移除队首元素

从queue中移除队首元素可以使用pop()方法：

myQueue.pop();

检查是否为空

通过empty()方法可以检查queue是否为空：

if (myQueue.empty()) {
    // 队列为空的处理逻辑
}

获取队列大小

使用size()方法可以获取queue的大小：

int queueSize = myQueue.size();

实际应用

广度优先搜索（BFS）

在图的广度优先搜索算法中，queue通常被用来存储待访问的节点。每当访问一个节点时，将其所有邻居节点加入queue，并按照FIFO的顺序逐个访问，直至队列为空。

std::queue<int> bfsQueue;
std::vector<bool> visited(N, false); // N为节点数量
// 将起始节点加入队列
bfsQueue.push(startNode);
visited[startNode] = true;
while (!bfsQueue.empty()) {
    int currentNode = bfsQueue.front();
    bfsQueue.pop();
    // 处理当前节点
    for (auto neighbor : getNeighbors(currentNode)) {
        if (!visited[neighbor]) {
            bfsQueue.push(neighbor);
            visited[neighbor] = true;
        }
    }
}

任务调度

在多线程或并发编程中，queue常常被用于任务调度。新的任务可以被添加到队列中，而工作线程则从队列中取出任务进行处理。

std::queue<Task> taskQueue;
// ... 线程1添加任务到队列
taskQueue.push(newTask);
// ... 线程2从队列中取出任务进行处理
if (!taskQueue.empty()) {
    Task currentTask = taskQueue.front();
    taskQueue.pop();
    // 处理currentTask
}