<think>我们正在设计一个医院
病人排队模拟系统。根据引用[1]和引用[2]，我们可以知道：
1. 系统需要包括
排队、就诊、查询、退出等功能。
2. 需要注意当患者数量超出队列长度时的错误处理。
3. 需要对用户输入进行有效性检查。
设计思路：
我们将使用队列（queue）来模拟
病人的
排队。由于队列是先进先出（FIFO）的数据结构，符合
排队的基本规则。
系统功能菜单：
1.
排队（添加新
病人）
2. 就诊（从队列中取出一个
病人）
3. 查询（显示当前
排队情况）
4. 退出
注意事项：
1. 设置队列的最大长度，当超出时给出提示。
2. 对用户输入进行验证，确保输入的是1-4的选项。
实现步骤：
1. 定义队列，并设置最大长度（例如100）。
2. 循环显示菜单，提示用户输入选项。
3. 根据用户选择执行相应操作。
具体操作：
-
排队：输入
病人信息（如姓名、病历号等），如果队列未满则加入队列，否则提示队列已满。
- 就诊：从队列前端取出
病人，并显示该
病人信息。如果队列为空，则提示没有
病人。
- 查询：按顺序显示当前队列中的
病人信息。
- 退出：退出程序。
另外，根据引用[2]的遗留问题，我们需要：
1. 在
排队时检查队列是否已满，并给出警告。
2. 在功能选择时，只接受1-4的输入，否则提示重新输入。
代码结构：
使用一个循环，每次循环显示菜单并等待用户输入，然后根据输入执行操作。
由于我们使用
C++，可以利用标准库中的`<queue>`和`<iostream>`等。
病人信息：为了简单，我们只使用
病人的姓名作为标识。如果需要，可以扩展为结构体。
注意：队列没有直接提供遍历的功能，如果需要查询（即遍历队列），我们可以使用一个临时队列来复制内容，然后输出每个元素，同时恢复队列。或者，我们可以使用其他数据结构（如链表）来模拟队列，但标准库的queue不支持遍历。因此，我们可以考虑使用双端队列（deque）或者自己用链表实现，但为了简单，我们这里使用标准库的queue，并在查询时复制一个临时队列来输出。
但是，引用[2]中提到使用队列的基本操作，所以我们按照标准队列来操作，查询时我们只能按顺序输出，而且不能破坏原队列。
由于标准队列不支持遍历，我们可以用循环将队列元素逐个出队并输出，同时将元素入队到一个临时队列中，然后再将临时队列的元素重新入队到原队列。但这样效率较低，而且如果队列很大，可能会影响性能。不过，我们的模拟系统队列不会太长。
另一种方法是使用一个数组或链表来保存所有
病人的信息，然后用一个队列来保存
排队次序（比如保存索引）。这样查询时可以直接遍历数组。但为了简单，我们这里采用复制队列的方法。
我们也可以使用标准库中的`deque`（双端队列），它支持遍历。但题目要求使用队列，所以我们还是用`queue`，然后通过临时队列来查询。
设计选择：使用`queue`，并采用临时队列的方法来查询。
步骤：
1. 包含头文件：<iostream>, <queue>, <string>
2. 定义队列：`queue<string> patientQueue;` // 存储
病人姓名
3. 设置最大队列长度，比如`const int MAX_SIZE = 100;`
代码实现：
注意：在就诊时，我们取出队首的
病人，并显示他/她就诊。在
排队时，我们要求输入
病人姓名，然后加入队列。
菜单显示：
请选择操作：
1.
排队
2. 就诊
3. 查询
4. 退出
输入选项后，执行相应操作。
下面我们编写代码框架：
由于
C++标准库的queue不支持遍历，我们按照以下方式实现查询：
void showQueue(queue<string> q) { // 注意这里传值，不改变原队列
int position = 1;
while (!q.empty()) {
cout << position << ". " << q.front() << endl;
q.pop();
position++;
}
}
但是，这样会破坏传入的队列，因为我们是传值，所以不会破坏原队列，因为传入的是副本。但是这样复制整个队列可能效率不高，但
病人数量不多，可以接受。
另外，在
排队时，我们需要检查当前队列大小是否已经达到MAX_SIZE。
现在开始编写代码：</think>###
C++ 医院
病人排队模拟系统实现
下面我将实现一个完整的医院
病人排队模拟系统，包含
排队、就诊、查询和退出功能，并解决引用中提到的遗留问题。
#### 系统设计思路
1. **队列数据结构**：使用 STL `queue` 实现先进先出（FIFO）
排队逻辑
2. **错误处理**：
- 队列满员时阻止新患者加入并提示
- 输入选项有效性验证
3. **核心功能**：
-
排队：添加患者到队列
- 就诊：从队列取出患者
- 查询：显示当前
排队情况
- 退出：终止程序
#### 完整代码实现
```cpp
#include <iostream>
#include <queue>
#include <string>
#include <limits>
using namespace std;
const int MAX_QUEUE_SIZE = 5; // 队列最大容量
//
病人结构体
struct Patient {
string name;
int id;
static int nextID; // 自动生成病历号
};
int Patient
::nextID = 1;
// 显示菜单
void displayMenu() {
cout << "\n===== 医院
排队系统 =====";
cout << "\n1.
排队挂号";
cout << "\n2. 就诊";
cout << "\n3. 查询队列";
cout << "\n4. 退出系统";
cout << "\n=======================";
cout << "\n请选择操作 (1-4)
: ";
}
int main() {
queue<Patient> patientQueue;
int choice = 0;
while (true) {
displayMenu();
// 输入验证
while (!(cin >> choice) || choice < 1 || choice > 4) {
cin.clear();
cin.ignore(numeric_limits<streamsize>
::max(), '\n');
cout << "输入无效! 请输入1-4的数字
: ";
}
switch (choice) {
case 1
: { //
排队挂号
if (patientQueue.size() >= MAX_QUEUE_SIZE) {
cout << "\n[警告]
排队已满! 请稍后再试。" << endl;
break;
}
Patient p;
cout << "\n请输入患者姓名
: ";
cin.ignore();
getline(cin, p.name);
p.id = Patient
::nextID++;
patientQueue.push(p);
cout << "\n挂号成功! 病历号
: " << p.id
<< ", 姓名
: " << p.name
<< ", 当前位置
: " << patientQueue.size() << endl;
break;
}
case 2
: { // 就诊
if (patientQueue.empty()) {
cout << "\n当前没有患者
排队!" << endl;
break;
}
Patient p = patientQueue.front();
patientQueue.pop();
cout << "\n请患者就诊
: " << p.name
<< " (病历号
: " << p.id << ")" << endl;
break;
}
case 3
: { // 查询队列
if (patientQueue.empty()) {
cout << "\n当前没有患者
排队!" << endl;
break;
}
cout << "\n===== 当前
排队情况 =====";
cout << "\n
排队人数
: " << patientQueue.size() << "/" << MAX_QUEUE_SIZE << endl;
// 复制队列进行遍历（不破坏原队列）
queue<Patient> temp = patientQueue;
int position = 1;
while (!temp.empty()) {
Patient p = temp.front();
cout << position++ << ". " << p.name
<< " (病历号
: " << p.id << ")" << endl;
temp.pop();
}
break;
}
case 4
: // 退出系统
cout << "\n系统已退出，感谢使用!" << endl;
return 0;
}
}
}
```
#### 关键功能说明
1. **队列容量控制**：
```cpp
const int MAX_QUEUE_SIZE = 5; // 可调整最大容量
if (patientQueue.size() >= MAX_QUEUE_SIZE) {
cout << "\n[警告]
排队已满! 请稍后再试。" << endl;
}
```
当队列满员时阻止新患者加入并提示警告[^2]
2. **输入验证**：
```cpp
while (!(cin >> choice) || choice < 1 || choice > 4) {
cin.clear();
cin.ignore(numeric_limits<streamsize>
::max(), '\n');
cout << "输入无效! 请输入1-4的数字
: ";
}
```
确保用户只能输入有效选项（1-4）[^2]
3. **自动病历号生成**：
```cpp
struct Patient {
static int nextID; // 静态成员变量
};
int Patient
::nextID = 1;
```
每个新患者自动获得唯一递增病历号
4. **队列查询**：
```cpp
queue<Patient> temp = patientQueue; // 复制队列
while (!temp.empty()) {
// 显示患者信息
temp.pop();
}
```
通过临时队列实现队列遍历，不影响实际
排队顺序
#### 系统测试示例
```
===== 医院
排队系统 =====
1.
排队挂号
2. 就诊
3. 查询队列
4. 退出系统
=======================
请选择操作 (1-4)
: 1
请输入患者姓名
: 张三
挂号成功! 病历号
: 1, 姓名
: 张三, 当前位置
: 1
...（添加更多患者后）
请选择操作 (1-4)
: 3
===== 当前
排队情况 =====
排队人数
: 3/5
1. 张三 (病历号
: 1)
2. 李四 (病历号
: 2)
3. 王五 (病历号
: 3)
请选择操作 (1-4)
: 2
请患者就诊
: 张三 (病历号
: 1)
```
#### 优化建议
1. 添加就诊科室分类（多队列管理）
2. 实现优先队列（急诊患者优先）
3. 增加数据持久化（文件存储）
4. 添加叫号系统（语音提示）
本文介绍如何使用C++编程解决蓝桥杯竞赛中关于病人排队的算法问题，探讨有效的数据结构和算法策略来优化解决方案。
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