队列的C++实现_队列c++实现

 队列是FIFO型结构，即先进先出，即入队（队尾添加）和出队（队首删除）。一个队列，则分首尾。如何分？两个方法：动态数组和指向队列头部的索引。入队会向队列追加一个新元素，而出队会删除第一个元素。 所以我们需要一个索引来指出起点。

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
 
class MyQueue{
    private:
        vector<int> data; //存储元素
        int p_start; //起始位置的指针
    public:
        MyQueue(){p_start = 0;}
        //往队列插入一个元素，成功返回true
        bool inQueue(int x){
            data.push_back(x);
            return true;
        }
        //从队列删除一个元素，成功返回true
        bool delQueue(){
            if(isEmpty()){
                return false;
            }
            p_start++;
            return true;
        }
        //获取队列前面的元素
           int Front(){return data[p_start];}
        //检查队列是否为空
        bool isEmpty(){
            return p_start >= data.size();
        }
};
int main()
{
    MyQueue q;
    q.inQueue(5);
    q.inQueue(1);
    q.inQueue(8);
    if(!q.isEmpty()){
        cout<<q.Front()<<endl;
    }
    q.delQueue();
    if(!q.isEmpty()){
        cout<<q.Front()<<endl;
    }
    q.delQueue();
    if(!q.isEmpty()){
        cout<<q.Front()<<endl;
    }
}

 上面的实现适用于添加比较少的元素，随着起始指针p_start的移动，会浪费越来越多的空间。

 更有效的方法是使用循环队列。 具体来说，我们可以使用固定大小的数组和两个指针来指示起始位置和结束位置。 目的是重用我们之前提到的被浪费的存储。

在循环队列中，我们使用一个数组和两个指针（head 和 tail）。 head 表示队列的起始位置，tail 表示队列的结束位置。

class MyCircularQueue {
private:
    vector<int> data;
    int head;
    int tail;
    int size;
public:
    //在此处初始化数据结构。将队列的大小设置为 k。
    MyCircularQueue(int k) {
        data.resize(k);
        head = -1;
        tail = -1;
        size = k;
    }
 
    //将元素插入循环队列。如果操作成功，则返回 true。
    bool enQueue(int value) {
        if (isFull()) {
            return false;
        }
        if (isEmpty()) {
            head = 0;
        }
        tail = (tail + 1) % size;
        data[tail] = value;
        return true;
    }
 
    //从循环队列中删除元素。如果操作成功，则返回 true。
    bool deQueue() {
        if (isEmpty()) {
            return false;
        }
        if (head == tail) {
            head = -1;
            tail = -1;
            return true;
        }
        head = (head + 1) % size;
        return true;
    }
 
    //从队列中获取首元素。
    int Front() {
        if (isEmpty()) {
            return -1;
        }
        return data[head];
    }
 
    //获取队列最后一个元素
    int Rear() {
        if (isEmpty()) {
            return -1;
        }
        return data[tail];
    }
 
     //检查循环队列是否为空。
    bool isEmpty() {
        return head == -1;
    }
 
    //检查循环队列是否已满。
    bool isFull() {
        return ((tail + 1) % size) == head;
    }
};

大多数流行语言都提供内置的队列库，因此无需重新发明轮子。

如前所述，队列有两个重要的操作，入队 enqueue 和出队 dequeue。 此外，我们应该能够获得队列中的第一个元素，因为应该首先处理它。

下面是使用内置队列库及其常见操作的一些示例：

#include <iostream>
#include<queue>
 
using namespace std;
int main() {
    // 1. Initialize a queue.
    queue<int> q;
    // 2. Push new element.
    q.push(5);
    q.push(13);
    q.push(8);
    q.push(6);
    // 3. Check if queue is empty.
    if (q.empty()) {
        cout << "Queue is empty!" << endl;
        return 0;
    }
    // 4. Pop an element.
    q.pop();
    // 5. Get the first element.
    cout << "The first element is: " << q.front() << endl;
    // 6. Get the last element.
    cout << "The last element is: " << q.back() << endl;
    // 7. Get the size of the queue.
    cout << "The size is: " << q.size() << endl;
}