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C++实现队列（Queue）

2023-07-02 18:41:09 深夜i -- --

C++ 队列 Queue 数据结构排序算法

队列（Queue）是一种在计算机科学中常用的数据结构，它按照先进先出的原则来管理数据。在实际应用中，队列常被用于缓存、调度和网络传输等方面。在C++中，我们可以使用STL中已经预定义好的queue类来实现队列，也可以根据队列的特点设计自己的队列类。本文将介绍如何使用C++实现队列的基本操作。

1. 定义队列

首先，我们需要定义一个队列类。队列的主要特点是先进先出，因此我们需要一个指向队头的指针和一个指向队尾的指针，还需要一个用来记录队列元素个数的变量。我们可以使用链表或数组来存储队列元素。

typedef int ElementType; //队列元素类型

class Queue {

public:

Queue(); //构造函数

~Queue(); //析构函数

bool IsEmpty(); //判断队列是否为空

bool IsFull(); //判断队列是否已满

void Enqueue(ElementType element); //入队操作

ElementType Dequeue(); //出队操作

private:

ElementType* queueArray; //队列数组

int front; //队头指针

int rear; //队尾指针

int size; //队列元素数量

int capacity; //队列容量

};

在队列类中，我们定义了构造函数、析构函数和队列相关的各种操作函数。queueArray是一个指针类型的数组，front指向队头元素的位置，rear指向队尾元素的位置。size表示当前队列中已经存储的元素数量，capacity表示队列的容量。

2. 判断队列状态

队列的状态有两种：空和满。当队列为空时，front和rear指向同一个位置；当队列满时，front和rear指向相邻的两个位置，此时无法加入新的元素。

bool Queue::IsEmpty()

return size == 0;

bool Queue::IsFull()

return size == capacity;

IsEmpty()函数判断队列是否为空，返回一个bool类型的值；IsFull()函数判断队列是否已满，返回一个bool类型的值。

3. 入队操作

队列的入队操作是把一个新元素加入到队列的末尾。我们需要保证队列的元素是按照从前向后顺序存储的。添加一个新元素的步骤如下：

- 如果队列已满，返回false；

- 把新元素放到队列的末尾；

- 将rear指针向后移动一个位置；

- 增加队列的元素数量。

void Queue::Enqueue(ElementType element) {

if (IsFull())

return;

queueArray[rear] = element;

rear = (rear + 1) % capacity;

size++;

}

4. 出队操作

队列的出队操作是把队头元素从队列中删除。我们同样需要保证队列的元素是按照从前向后顺序存储的。删除队头元素的步骤如下：

- 如果队列为空，返回0；

- 将front指针向后移动一个位置；

- 减少队列的元素数量；

- 返回队头元素。

ElementType Queue::Dequeue() {

if (IsEmpty())

return 0;

ElementType element = queueArray[front];

front = (front + 1) % capacity;

size--;

return element;

}

5. 总结

这里我们介绍了C++实现队列的基本操作。队列是一种十分常用的数据结构，在实际应用中有着广泛的应用。需要注意的是，当队列的元素数量达到队列容量时，队列就已经满了。因此，在进行入队操作时需要先判断队列是否已满；在进行出队操作时需要先判断队列是否为空。

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