容器适配器—队列(queue)的用法以及实践

本文详细介绍了队列数据结构的基本概念,包括其与栈的区别、操作方式及应用场景。队列是一种特殊的线性数据结构,允许在后端进行插入操作,在前端进行删除操作。文章还提供了队列在C++中的实现示例,展示了如何使用标准库中的queue模板类进行字符串的正序输出。

队列大致上和栈相同,不同之处在于它只允许在表的前端(front)进行删除操作,而在表的后端(rear)进行插入操作,和栈一样,队列是一种操作受限制的容器适配器,都是基于deque容器上实现的。进行插入操作的端称为队尾,进行删除操作的端称为队头。
需要包含queue头文件

创建队列的操作:

queue<数据类型>变量名
如:queue<int> q;

队列的有关操作:

q.push(n); //将n放进队列
q.front(); //返回队头元素
q.pop(); //删除队头元素
q.back(); //返回队尾元素
q.size(); // 返回元素个数
q.empty(); //检查队列是否为空,空为返回true

用法举例:

将栈里的翻转字符串问题中的栈改为队列即可变为正序输出,虽然可以直接用cout,cin来替代,但可以清楚的分辨两者的差别。
#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;
int main()
{
	char ch;
	queue<char> str;
	while (1)
	{
		ch = getchar();//逐个读入字符
		if (ch == '\n')//判断输入结束
		{
			while (!str.empty())//判断是否非空
			{
				cout << str.front();//输出队列队头
				str.pop();//删除栈顶
			}
			cout << endl;//换行
		}
		else
			str.push(ch);//入栈
	}
	return 0;
}
### C++ 中 `priority_queue` 适配器容器类的使用 #### 创建和初始化优先队列 可以创建不同类型的优先队列,默认情况下,`priority_queue` 是最大堆结构,在这种配置下最高优先级元素最先被处理[^1]。 ```cpp #include <queue> #include <vector> // 定义整数的最大堆型优先队列 std::priority_queue<int> pq_max; ``` 对于最小堆,则需自定义比较函数: ```cpp struct MinCompare { bool operator()(int l, int r) const { return l > r; } }; std::priority_queue<int, std::vector<int>, MinCompare> pq_min; ``` #### 插入元素到优先队列 通过调用成员函数 `push()` 方法向优先队列中添加新项。这会自动调整内部数据结构以保持正确的顺序关系。 ```cpp pq_max.push(10); pq_max.push(30); pq_max.push(20); pq_min.push(10); pq_min.push(30); pq_min.push(20); ``` #### 访问顶部元素 利用 `top()` 成员函数获取当前具有最高优先权的对象而不会将其移除;注意此操作仅适用于非空实例。 ```cpp if (!pq_max.empty()) { std::cout << "Max Heap Top Element: " << pq_max.top() << "\n"; } if (!pq_min.empty()) { std::cout << "Min Heap Top Element: " << pq_min.top() << "\n"; } ``` #### 移除顶部元素 当准备弹出栈顶项目时可采用 `pop()` 函数完成该动作,它同样遵循先进先出原则但基于设定好的排序逻辑来决定实际行为。 ```cpp while (!pq_max.empty()) { std::cout << "Popping from Max Heap: " << pq_max.top() << "\n"; pq_max.pop(); } while (!pq_min.empty()) { std::cout << "Popping from Min Heap: " << pq_min.top() << "\n"; pq_min.pop(); } ```
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