queue顺序C++

#include <iostream>
using namespace std;

class queue{
public:
    queue(unsigned int n):m_start(new int[n+1]),m_head(0),m_tail(0),m_capacity(n+1){}
    ~queue(){delete[] m_start;}
    void push(int e);
    void pop();
    int  front();
    int  back();
    bool isEmpty();
    bool isFull();
    int  size();    
private:
    int* m_start;
    int m_head;
    int m_tail; 
    int m_capacity;
};

void queue::push(int e){
    if((m_tail+1) % m_capacity != m_head){
        m_start[m_tail] = e;
        m_tail = (m_tail+1) % m_capacity;
    }else{
        cout << "queue is full.\n";
    }
}

void queue::pop(){
    if(m_tail == m_head){
        cout << "queue is empty.\n";
    }else{
        m_head = (m_head+1)%m_capacity;
    }
}

int  queue::front(){
    if(m_tail == m_head){
        cout << "queue is empty.\n";
        exit(1);
    }else{
        return m_start[m_head];
    }
}

int  queue::back(){
    if(m_tail == m_head){
        cout << "queue is empty.\n";
        exit(1);
    }else{
        return m_start[(m_tail-1+m_capacity)%m_capacity];
    }
}
bool queue::isEmpty(){
    return m_tail == m_head;
}
bool queue::isFull(){
    return m_head == (m_tail+1)%m_capacity;
}

int  queue::size(){
    if(m_head <= m_tail){
        return m_tail - m_head;
    }else{
        return m_tail - m_head + m_capacity;
    }
}

int main(){
    queue q(10);
    for(int i = 0 ; i < 10 ; ++i){
        q.push(i);
    }
    cout << "queue is full:  " <<  q.isFull() << endl;
    cout << "queue first is: " << q.front() << endl;
    cout << "queue last is:  " << q.back() << endl;

     for(int i = 0 ; i < 10 ; ++i){
        cout << "queue first is: " << q.front() << ends << "queue size is:  " << q.size() << endl;
        q.pop();
    }
    cout << "queue is empty: " << q.isEmpty() << endl;
    return 0;
}

这里写图片描述

### C++ 队列的使用与实现 #### 单线程环境下的标准库队列 在单线程环境中,`std::queue` 是最常用的容器适配器之一。它提供了先进先出(FIFO)的数据结构。 ```cpp #include <iostream> #include <queue> void simple_queue_usage() { std::queue<int> q; // 插入元素到队尾 for (int i = 0; i < 5; ++i) { q.push(i); } // 访问并移除队首元素 while (!q.empty()) { std::cout << "Front element is: " << q.front() << '\n'; q.pop(); } } ``` #### 多线程环境下无锁队列的应用 对于多线程程序而言,传统的 `std::queue` 并不适合直接用于并发操作,因为其方法不是原子性的。moodycamel 提供了一个高效的无锁队列解决方案——`ConcurrentQueue`[^1]。 ```cpp #include <moodycamel/concurrentqueue.h> #include <thread> #include <vector> void concurrent_queue_example() { moodycamel::ConcurrentQueue<int> cq; auto producer = [&cq]() { for (int i = 0; i < 123; ++i) { bool success = false; do { success = cq.enqueue(i); } while(!success); } }; auto consumer = [&cq]() { int item; size_t count = 0; while(count < 123) { if(cq.try_dequeue(item)) { // 假设这里有一个断言来验证顺序正确性 // assert(item == static_cast<int>(count)); ++count; } } }; std::vector<std::thread> threads; threads.emplace_back(producer); threads.emplace_back(consumer); for(auto& t : threads){ t.join(); } } ``` 此代码片段展示了如何利用 `moodycamel::ConcurrentQueue` 来安全地执行生产者-消费者模型中的并发任务。通过这种方式可以在不牺牲性能的情况下保证线程安全性。 #### 使用线程池优化任务调度 当面对大量短生命周期的任务时,频繁创建和销毁线程会产生较大的资源消耗。因此采用线程池可以有效减少这种开销,并提高系统的响应速度[^2]。 ```cpp class ThreadPool { public: explicit ThreadPool(size_t numThreads): stop(false), workers(numThreads) { for(size_t i=0;i<numThreads;++i){ workers[i]=std::thread([this]{ workerTask(); }); } } ~ThreadPool(){ stop=true; condition.notify_all(); for(std::thread &worker:workers){ if(worker.joinable()){ worker.join(); } } } private: void workerTask(){ while(true){ std::function<void()> task; { std::unique_lock<std::mutex> lock(queueMutex); condition.wait(lock,[this]{return this->stop || !tasks.empty();}); if(stop && tasks.empty()) break; task=std::move(tasks.front()); tasks.pop(); } task(); } } std::vector<std::thread> workers; std::queue<std::function<void()>> tasks; std::mutex queueMutex; std::condition_variable condition; bool stop; }; ``` 上述实现了简单的线程池类,其中包含了工作线程数组以及待处理的任务列表。每当有新的任务到来时会被加入到共享的任务队列中等待被分配给空闲的工作线程去执行。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值