C++队列deque与STL queue实现与应用详解

在C++中，队列是一种特定的数据结构，它允许将元素序列化并按照先进先出（FIFO）的原则进行处理。VC++（Visual C++），也就是微软公司推出的C++开发环境，提供了一些库函数来帮助程序员实现队列的操作。在VC++中，有两种主要的队列实现方式：使用标准库中的deque（双端队列）和专门的queue容器适配器。 ### deque（双端队列） deque是一个可以在两端都能进行插入和删除操作的容器，具有动态数组的特性。它允许在数组的前端和后端以常数时间复杂度进行元素的添加和移除，而不需要移动其他元素。由于其灵活性，deque可以被用作队列实现。 在VC++中，deque被包含在`<deque>`头文件中。你可以使用以下方式来使用deque来模拟队列： ```cpp #include <iostream> #include <deque> int main() { std::deque<int> dq; // 入队操作 dq.push_back(10); // 在队列尾部添加元素 dq.push_front(20); // 在队列头部添加元素 // 出队操作 while(!dq.empty()) { // 检查队列是否为空 std::cout << dq.front() << ' '; // 访问队列头部元素 dq.pop_front(); // 移除队列头部元素 } return 0; } ``` ### queue（队列容器适配器） queue是C++标准模板库（STL）中的一个容器适配器，它给予程序员队列的接口，但内部可能会用deque、list或vector实现。在VC++中，使用`<queue>`头文件可以访问queue容器适配器。 queue容器适配器具有以下特点： - 它只允许在容器的尾部进行添加元素（即入队）操作。 - 只允许从容器的头部移除元素（即出队）操作。 - 提供了访问队头和队尾元素的接口。 以下是如何在VC++中使用queue的示例代码： ```cpp #include <iostream> #include <queue> int main() { std::queue<int> q; // 入队操作 q.push(10); // 在队列尾部添加元素 q.push(20); // 在队列尾部添加元素 // 出队操作 while (!q.empty()) { // 检查队列是否为空 std::cout << q.front() << ' '; // 访问队列头部元素 q.pop(); // 移除队列头部元素 } return 0; } ``` 在使用VC++进行队列操作时，通常推荐使用queue容器适配器，因为它提供了更为直观和专用的队列操作接口。然而，如果需要在队列的两端进行操作，使用deque会更加合适。 ### 使用VS2010开发环境 在Visual Studio 2010中，创建一个队列应用程序是一个直接的过程。你首先需要启动Visual Studio 2010，然后创建一个新的C++项目。在创建项目时，选择"Win32 控制台应用程序"模板，然后按照向导完成项目的设置。在项目创建完成之后，你可以将上述代码片段复制到相应的`.cpp`文件中。 在Visual Studio 2010中编写代码时，你可以利用其强大的集成开发环境（IDE）功能，例如代码高亮、智能感知（IntelliSense）、调试器以及代码分析工具等。这将帮助你更容易地编写和维护代码。 ### 实现细节及注意事项 - 当使用`push_back`和`push_front`向deque添加元素时，如果当前容器大小已满，内部会自动扩展以适应新元素的添加。但在实际使用中，应注意内存使用效率和性能开销。 - queue的成员函数有`push()`, `pop()`, `front()`, `back()`, `empty()`和`size()`等。`front()`函数用来获取队列头部元素，但不会移除它；`back()`函数用于获取队列尾部元素，同样不移除元素。 - 在编写队列应用的程序时，注释非常关键。良好的注释可以帮助其他开发者（或未来的自己）快速理解程序的逻辑和功能。注释应该包括算法的描述、关键步骤的解释以及需要注意的特殊情形。 ### 总结 在VC++中，deque和queue提供了实现队列操作的方法。deque提供了双端队列的功能，而queue则提供了更为简洁的队列操作接口。在VS2010中编写这些程序时，你可以利用Visual Studio强大的开发工具来提高编程效率。理解这两个容器适配器的使用方法对于进行C++编程和利用VC++开发应用程序是必不可少的。