【C++】STL 容器 - queue 队列容器 ( queue 容器简介 | queue 容器特点 | push 函数 | pop 函数 | front 函数 )

文章目录

• 一、 queue 队列容器简介
  • 1、queue 队列容器引入
  • 2、queue 队列容器特点
• 二、 queue 队列常用 api 函数
• • 1、队尾插入函数 - queue#push 函数
  • 2、队头删除函数 - queue#pop 函数
  • 3、获取队首元素 - queue#front 函数

一、 queue 队列容器简介

1、queue 队列容器引入

queue 队列容器 是 先进先出 ( FIFO , First In First Out ) 容器 ;

• 该容器只允许在 " 队尾 " 进行插入操作 , 而在 " 队首 " 进行删除操作 ;
• 该容器两边开口 , 一边用于插入元素 ( 不能删除 ) , 一边用于删除元素 ( 不能插入 ) ;

stack 堆栈容器 是 一边开口 , 也就是 栈顶开口 , 栈顶可以 添加 / 删除 元素 , 栈底 不能进行操作 ;

2、queue 队列容器特点

queue 队列容器 的 插入 / 删除 元素操作 时间复杂度是 O(1) ;

queue 队列容器 提供的 api 成员函数 与 stack 堆栈容器 类似 , 只提供有限的成员函数 , 如 :

• queue#push 函数 : 队尾 插入元素 ;
• queue#pop 函数 : 队首 删除元素 ;
• queue#front 函数 : 查看 队首元素 ;

使用 queue 容器之前 , 需要导入 <queue> 头文件 ;

#include <queue>  

二、 queue 队列常用 api 函数

1、队尾插入函数 - queue#push 函数

调用 queue 容器的 push 函数 可以 在队尾插入一个元素 ;

queue#push 函数原型如下 :

void push(const value_type& val);

queue#push 函数 接受一个常量引用参数 val , 将 val 元素插入队列的尾部 , 并触发底层容器的相应操作 , 如 : 分配内存等 ;

queue 容器 的元素插入删除位置限定 :

• 队尾 只能插入元素 , 不能删除元素 ;
• 队头 只能插入元素 , 不能删除元素 ;
• 队列中部 既不能插入元素 , 也不能删除元素 ;

代码示例 :

#include "iostream"
using namespace std;
#include "queue"

int main() {

    std::queue<int> q;

    // 队尾入队操作  
    q.push(10);

	// 控制台暂停 , 按任意键继续向后执行
	system("pause");

	return 0;
};

执行结果 :

2、队头删除函数 - queue#pop 函数

调用 queue 队列容器的 pop 函数 , 可以删除 队头的元素 ;

queue#pop 函数原型如下 :

void pop();

queue#pop 函数 没有 参数 和 返回值 , 直接将 队首元素 直接删除 , 也无法获取到队首元素 ;

使用 queue#pop 函数 删除队首元素前 , 先检查 queue 队列是否为空 , 如果为空 , 强行删除队首元素会导致程序崩溃 ;

queue 容器 的元素插入删除位置限定 :

• 队尾 只能插入元素 , 不能删除元素 ;
• 队头 只能插入元素 , 不能删除元素 ;
• 队列中部 既不能插入元素 , 也不能删除元素 ;

代码示例 :

#include "iostream"
using namespace std;
#include "queue"

int main() {

    std::queue<int> q;

	// 删除队首元素
	// 如果 queue 为空, 程序崩溃
	//q.pop();

    // 队尾插入元素  
    q.push(10);

	// 删除队首元素
	q.pop();

	// 控制台暂停 , 按任意键继续向后执行
	system("pause");

	return 0;
};

执行结果 :

空的 queue 队列 删除队首元素 , 会导致如下运行时异常崩溃 ;

3、获取队首元素 - queue#front 函数

调用 queue 队列的 front 函数 , 可以获取队首元素 , 该元素不会再队列中被删除 , 只是将值读取出来 ;

queue#front 函数原型 :

const_reference front() const;

queue#front 函数 没有参数 , 返回值是一个常量引用 , 表示读取的队列的头部元素 ;

如果 queue 队列为空 , 调用 front 函数会导致未定义行为 , 程序直接崩溃 ; 在使用 front 函数之前 , 通常需要先检查队列是否为空 , 可以使用 empty 函数来实现 ;

代码示例 :

#include "iostream"
using namespace std;
#include "queue"

int main() {

    std::queue<int> q;

	// 删除队首元素
	// 如果 queue 为空, 程序崩溃
	//q.pop();

	// 获取队首元素
	// 如果 queue 为空, 程序崩溃
	//q.front();

    // 队尾插入元素  
    q.push(1);
    q.push(2);

	// 打印队首元素
	cout << "队首元素 : " << q.front() << endl;

	// 删除队首元素
	q.pop();

	// 打印队首元素
	cout << "队首元素 : " << q.front() << endl;

	// 控制台暂停 , 按任意键继续向后执行
	system("pause");

	return 0;
};

执行结果 :

如果 queue 队列为空 , 会导致如下崩溃问题 :