自己动手实现Queue

前言：

　　看到许多面经说，有时候面试官要你自己当场用模板写出自己的vector容器。于是，我也琢磨着怎么自己动手写一个，可是本人才刚刚学C++模板编程不久，会的不多。不过，我恰好在C++ 　Primer上看到作者实现了自己的Queue，如果Queue自己实现了，相信Vector也不难了吧？当然这个Queue没有标准库queue的全部功能，只是有它的一部分。我想把书上的Queue敲下来，让自己练练手。

　　首先我们来画一下Queue的结构，这样有利于我们理解Queue的构造，使编程思路更加清晰。

　　

Queue类的定义:

　//放到Queue.h文件中

 //Queue的完整定义

 //先申明Queue类，因为QueueItem类要用到
 #ifndef _QUEUE_HEAD_
 #define _QUEUE_HEAD_
 template <class type> class Queue;

 template <class Type>
 std::ostream& operator<< (std::ostream&, const Queue<Type>&);

 template <class Type>
 class QueueItem{
     //让Queue类成为友元函数，这样Queue里面就可以直接访问QueueItem的私有变量
     friend class Queue<Type>;
     //将重载后的 << 函数设置为QueueItem的友元函数，以便访问QueueItem的私有变量
     friend std::ostream&
     operator<< <Type> (std::ostream&, const Queue<Type>&);
 //private 成员变量
     //复制构造函数
     QueueItem(const Type &t):item(t),next() {};
     //真正保存数据的成员变量
     Type item;
     //指向下一个节点的指针
     QueueItem *next;
 };    //QueueItem类

 //下面定义Queue类

 template <class Type> class Queue {
     friend std::ostream&
     operator << <Type> (std::ostream&, const Queue<Type>&);
 public:
     //默认构造函数
     Queue():head(),tail(){}
     //根据迭代器范围进行构造的构造函数
     template <class It>
     Queue(It beg, It end):head(),tail(){copy_elems(beg,end);}
     //复制构造函数
     Queue(const Queue& Q):head(),tail(){copy_elem(Q);}
     //析构函数
     ~Queue(){destory();}
     //赋值函数
     Queue& operator = (const Queue&);
     //根据迭代器赋值的赋值函数
     template <class Iter> void assign(Iter,Iter);
     //返队首元素
     Type& front();
     //根据const重载front函数，以供const对象调用
     const Type& front() const;
     //向队尾添加元素
     void push(const Type&);
     //删除队首元素
     void pop();
     //判断队列是否为空，如果是空返回1，否则返回1
     bool empty () const {return head == ;}
 private:
     //指向队首元素的指针
     QueueItem<Type> *head;
     //指向队尾元素的指针
     QueueItem<Type> *tail;
     //删除队列中所有元素的函数
     void destory();
     //复制队列元素的函数
     void copy_elems(const Queue&);
     //根据迭代器范围复制队列元素的函数，模板形式
     template <class Iter> void copy_elems(Iter,Iter);
 };
 #include "Queue.cc"    //实现
 #endif

Queue类的实现:

　　//放到Queue.cc文件中

 //实现 << 的重载的实现
 template<class Type> std::ostream&
 operator << (std::ostream &os,const Queue<Type>&q)
 {
     os << "<";
     QueueItem<Type> *p = q.head;    //指向链表的头节点
     for(;p;p = p->next)
     {
         os << p->item << " ";
     }
     os << ">";
     return os;
 }

 //Queue的赋值函数
 template <class Type> //模板标志
 Queue<Type>&          //返回类型
 Queue<Type>::operator=//作用域
 (const Queue&org)      //参数列表
 {                      //函数体
     if(this ==  &org) //防止自己赋值给自己
         return *this;
     destory();          //先释放掉自己原来占有的内存资源
     copy_elems(org);  //复制元素
 }

 //成员函数模板
 template<class Type>    //第一个模板是类模板
 template<class Iter>    //第二个模板是成员函数模板
 void
 Queue<Type>::assign(Iter beg, Iter end)
 {
     destory();
     copy_elems(beg,end);
 }

 //front函数
 template<class Type>
 Type& Queue<Type>::front()
 {
     return head->item;
 }

 //const对象调用的const front函数
 template<class Type>
 const Type& Queue<Type>::front() const
 {
     return head->item;
 }

 //向队尾添加元素
 template <class Type>
 void Queue<Type>::push(const Type& val)
 {
     QueueItem<Type> *p = new QueueItem<Type>(val);
     if(p)
     {
         if(empty())
         {
             head = tail = p;
         }
         else
         {
             tail->next = p;
             tail = p;
         }
     }

 }

 //从队首删除元素
 template<class Type>
 void Queue<Type>::pop()
 {
     QueueItem<Type> *p = head;
     head = head->next;
     delete p;
 }

 //清空队列
 template<class Type>
 void Queue<Type>::destory()
 {
     while(!empty())
     {
         pop();
     }
 }

 //根据队列复制元素
 template<class Type>
 void Queue<Type>::copy_elems(const Queue &org)
 {
     for(QueueItem<Type> *pt = org.head; pt; pt->next)
         push(pt->item);    //复制
 }

 //根据迭代器范围
 template<class Type>
 template<class Iter>
 void Queue<Type>::copy_elems(Iter beg,Iter end)
 {
     while(beg != end)
     {
         push(*beg);
         ++beg;
     }
 }

测试Queue功能：

 #include <iostream>
 #include <vector>
 #include "Queue.h"

 using namespace std;

 int main()
 {
     Queue<int> qi;
     int i = ;
     //
     //
     short a[] = {,,,};
     vector<int> vi(a,a + );
     Queue<int> qi2(a,a+);
     qi.push(i);
     qi.push();
     qi.push();
     cout << qi << endl;
     cout << qi2 << endl;
     qi2.assign(vi.begin(),vi.end());
     cout << qi2 << endl;
     qi.pop();
     cout << qi << endl;
     //cout << qi.front() << endl;
     //cout << "No Error!" << endl;
     return ;
 }