贰 | 数据类型4 —— 队列

System Verilog 引进的新的数据类型，他们所具有的优点：

1. 双状态数据类型（bit, byte, shortint, int, longint）:具有更好的性能，更低的内存消耗。

2. 队列（int a[$]），动态数组（int a[]），关联数组（int a[string])：减少内存消耗，且自带搜索和分类功能。

3. 类（class）和结构（struct）：支持抽象的数据结构。

4. 联合结构和合并结构：允许对统一数据有多种视图（view）。

5. 字符串（string）：支持内建的字符序列。

6. 枚举类型（enum）：方便代码编写，增加代码可读性。（工程实践中经常使用）

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思维导图

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思维导图大纲

队列

结合了数组和链表的优点

可以在队列的任何位置增加或删除元素

性能上损失比动态数组小

可以像数组一样通过索引访问元素

声明

[$]

元素编号从 0 至 $

队列的常量只有大括号，无单引号 ‘

队列的内建函数

insert

push_front

pop_back

pop_front

push_back

delete

注意队列中是否有元素

$ 放在范围表达式左边，则表示最小值；放在范围表达式右边，则表示最大值

对于 synopsis 的仿真器 $ 始终表示最大值

队列中的元素是连续存放的，故而在队列的前面和后面插入删除元素效率高；在队列中间增加删除元素需要对元素进行搬移，所耗费的时间开销随队列大小线性增加。

定宽数组或动态数组可以赋值给队列

注：连续删除元素，size变化

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示例

例1：定宽数组、动态数组和队列赋值操作。

定位第 2 行，使用常量对队列进行赋值时，使用 { } 而不像定宽数组和动态数组使用 '{ }。

定位第 12 行，可以用定宽数组直接给队列赋值。

定位第 14 行，当队列的 size 和定宽数组一样时，可以用队列直接给定宽数组赋值。

定位第 16 行和 18 行，无论队列和动态数组的 size 是否相同，队列和动态数组之间都可以相互赋值。

例2：队列的操作1

定位第 11 行在队列中插入另一个队列，例中使用的仿真器是 synopsis 家的，其不允许这种操作。

定位第 9 行，使用 insert(index, value) 内建子程序在 'h1 之前插入 'ha。

定位第 12 行，使用 delete(index) 内建子程序删除索引为 3 的元素('h2)。

定位第 14 行，16 行，18 行，20 行分别是在队列 q1 前面插入元素 'hb，后面删除元素 'h3，后面插入元素 'hc，前面删除元素 'hb。

定位第 22 行，使用 delete() 内建子程序删除队列中所有元素。

注：定位第 24 行和 26 行，如果队列中没有任何元素，此时再向队列中使用pop_front/pop_back 内建子程序时，仿真器并不会报错，而是返回 0。

例3：队列的操作2

等价于所在行行尾的注释；

像第 23 行所示的多元素赋值是无效的，该行只会在队列 q1 前面加上一个 9 而并非期望的 5 个 9。

例4：队列的操作3

定位第 6 行，对索引不连续的分片队列赋值操作将被忽略，例中对队列 bytes[5:7] 赋值，由于 [5:7] 与 [0:1] 不连续，所以赋值操作将被忽略。

定位第 8 行，常量对队列进行赋值可以只用 { }，但另一方面使用 '{ } 对队列赋值亦不会报错。

定位第 10 行和第 12 行，$ 符号始终代表队列的最大索引，即 bytes.size() - 1;

定位第 13 行，由于 [7:10] 和 [0:7] 之间没有空隙，可以进行赋值，赋值后 size 大小为 11。

例5：队列的操作5

定位第 4 行，多个重复元素赋值，只能使用 '{ num{  value } } 格式，第 5 行将会报以下错误：

定位第 13 行，对于队列来说，可以将变量及变量表达式放在 : 左右两侧进行分片操作。

定位第 15行，对于动态数组来说，只能将常量放在 ：左右两侧进行分片操作，否则将会报以下错误：