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C++ Queue队列类模版实例详解

2024-04-02 19:55

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1.队列的介绍

队列的定义

队列（Queue）是一种线性存储结构。它有以下几个特点：
按照"先进先出（FIFO, First-In-First-Out）"方式进出队列。
队列只允许在"队首"进行取出操作(出队列)，在"队尾"进行插入操作(入队列 )

队列实现的方式有两种

基于动态数组实现
基于链表形式实现

队列需要实现的函数

T dequeue() : 出队列,并返回取出的元素
void enqueue(const T &t) : 入队列
T &head() : 获取队首数据,但是不会被取出
const T &head() const : 获取const类型队首数据
int length() const: 获取数量(父类已经实现)
void clear(): 清空队列(父类已经实现)

2.代码实现

本章,我们实现的队列基于链表形式实现,它的父类是我们之前实现的LinkedList类：

C++ 双向循环链表类模版实例详解

所以Queue.h代码如下:

#ifndef QUEUE_H
#define QUEUE_H
#include "throw.h"
// throw.h里面定义了一个ThrowException抛异常的宏,如下所示:
//#include <iostream>
//using namespace std;
//#define ThrowException(errMsg)  {cout<<__FILE__<<" LINE"<<__LINE__<<": "<<errMsg<<endl; (throw errMsg);}
#include "LinkedList.h"
template < typename T>
class Queue : public LinkedList<T>
{
public:
    inline void enqueue(const T &t) { LinkedList<T>::append(t); }
    inline T dequeue()
    {
        if(LinkedList<T>::isEmpty()) {        // 如果栈为空,则抛异常
            ThrowException("Stack is empty ...");
        }
        T t = LinkedList<T>::get(0);
        LinkedList<T>::remove(0);
        return t;
    }
    inline T &head()
    {
        if(LinkedList<T>::isEmpty()) {        // 如果栈为空,则抛异常
            ThrowException("Stack is empty ...");
        }
        return LinkedList<T>::get(0);
    }
    inline const T &head() const
    {
        if(LinkedList<T>::isEmpty()) {        // 如果栈为空,则抛异常
            ThrowException("Stack is empty ...");
        }
        return LinkedList<T>::get(0);
    }
};
#endif // QUEUE_H

3.测试运行

int main(int argc, char *argv[])
{
    Queue<int> queue;
    cout<<"******* current length:"<<queue.length()<<endl;
    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        cout<<"queue.enqueue:"<<i<<endl;
        queue.enqueue(i);
    }
    cout<<"******* current length:"<<queue.length()<<endl;
    while(!queue.isEmpty()) {
        cout<<"queue.dequeue:"<<queue.dequeue()<<endl;
    }
    return 0;
}

运行打印: