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,可以去了解一下这个库。
队列的初始化
在使用queue
前,需要引入头文件。
#include
用以下的代码初始化一个空队列:
queue 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
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!](https://www.eriktse.com/algorithm/1051.html)
if(q.empty())cout
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
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();//直接赋值一个新的queue
//方法三:
template
void clear(queue &q)
{
queue 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 q, t;
q.push(1);
cout
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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