[C++STL教程]2.queue队列容器，小白都能看懂的讲解！

在学习数据结构的时候我们会听到这样一个词：队列。

本文将介绍STL中的队列：queue

本文仅从入门和实用角度介绍queue的用法，主要针对初学者或竞赛向。如有不严谨的地方欢迎指正！本文长度约2000字，阅读大约需5分钟。

什么是队列？

队列是一种FIFO，即First In First Out的数据结构，就像是小朋友排队一样，所有元素都只能从队尾（rear / back）进，队头（front）出，队列内的元素保持着入队时的顺序。

这时候有小伙伴可能会问：队列能做的，数组都能模拟，为什么还要队列呢？

我们要知道的是，我们学习队列并非学习队列这个结构本身， 而是学习其中蕴含的思想，用于解决复杂的问题。

知乎回答：https://www.zhihu.com/question/457210423

队列和其他C++的标准库容器一样，都只能存放相同的数据类型。如果要尝试存放任意类型，可以去了解一下<any>这个库。

队列的初始化

在使用queue前，需要引入头文件。

#include <queue>

用以下的代码初始化一个空队列：

queue<T> q; // 其中T为数据类型

接下来的操作都针对q这个实例化对象。

插入元素

语法：q.push(x), x为q中存放的类型的变量。

q.push(1);
q.push(4);
q.push(5);

//q: 1(front)  4  5  (rear)

我们认为队头的元素为front，而队尾元素的后面一个位置是rear，符合计算机中常见的“左闭右开”的标准。

还有一种办法，就是用q.emplace()函数进行入队，它和push用法相同单有略微差异但是初学者可以忽略。

此函数用于将新元素插入队列容器，并将新元素添加到队列的末尾。

q.emplace(1);
q.emplace(2);
q.emplace(3);

//这个q接着上一个例子
//q: 1 4 5 1 2 3

弹出元素

语法：q.pop()，将队头元素弹出。

//q: 1(front)  4  5  (rear)

q.pop();
//q: 4(front) 5  (rear)

q.pop();
//q: 5(front)  (rear)

q.pop();
//q: (empty)

q.pop();//错误！

值得注意的是，当队列为空的时候弹出元素会导致错误，所以我们在每一步pop()操作的时候一定要判断队列是否为空，除非你有十足的把握。

本文为eriktse原创，未经允许禁止转载。

获取队列大小

语法：size()，返回值为一个非负整数。

cout << q.size() << '\n';

当q.size() == 0时，队列为空。

判断队列是否为空

语法：empty()，返回值为bool。

用法和vector类似，感兴趣的可以看这篇文章：[C++STL教程]1.vector容器是什么？实用教程来啦！

if(q.empty())cout << "队列为空" << '\n';
else cout << "队列非空" << '\n';

当然还可以通过判断队列的大小来判断是否为空。

//当q.size() > 0时，其bool值为true，队列非空

if(q.size())cout << "队列非空" << '\n';
else cout << "队列为空" << '\n';

清空队列

有时候我们需要将队列清空，但是queue并没有像vector那样的clear函数，怎么做呢？

这里提供3种方法：（参考：https://blog.csdn.net/zhuiqiuzhuoyue583/article/details/82585383）

//方法一：
while(!q.empty())q.pop();

//方法二：
q = queue<int>();//直接赋值一个新的queue

//方法三：
template<class T>
void clear(queue<T> &q)
{
	queue<T> empty();
	swap(empty, q);
}

clear(q);

有同学可能会疑惑这三种方法的效率有没有什么区别，我实测了一下，几乎没有区别。在我的电脑上清空一个大小为1e6的队列，时间约为700ms。

判断两个队列是否相同（很少用到）

语法：q1 ==== q2，返回一个bool值表示两个队列是否相等。

看下面这个例子：

queue<int> q, t;

q.push(1);
cout << (q ====== t) << '\n';// 0

t.emplace(1);
cout << (q ====== t) << '\n';// 1

q.pop();
cout << (q ====== t) << '\n';// 0

t.pop();
cout << (q ==== t) << '\n';// 1

队列常用函数总结

• push() 在队尾插入一个元素，入队
• pop() 删除队列第一个元素，出队
• size() 返回队列中元素个数，即队列大小
• empty() 如果队列空则返回true，反之则false
• front() 返回队列中的第一个元素，即队头元素
• back() 返回队列中最后一个元素，即队尾元素

用front()获取队头并不会自动把头弹出，如果需要弹出记得加一个pop()。

本文到此结束啦，感谢大家的阅读！

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