C++队列应用实例详解（从入门到实战：掌握C++ STL队列的使用方法）

C++中如何使用队列？

C++ STL 提供了 #include <queue> 头文件，其中定义了 std::queue 类模板。下面是最常用的几个成员函数：

• push(x)：在队尾插入元素 x
• pop()：删除队首元素（不返回值）
• front()：返回队首元素的引用
• back()：返回队尾元素的引用
• empty()：判断队列是否为空
• size()：返回队列中元素的个数

实战示例1：模拟打印任务队列

假设你有一台打印机，多个用户同时发送打印任务。我们可以用队列来模拟这个过程：

#include <iostream>#include <queue>#include <string>int main() {    std::queue<std::string> printQueue;    // 添加打印任务    printQueue.push("文档A.pdf");    printQueue.push("简历.docx");    printQueue.push("报告.pptx");    std::cout << "当前等待打印的任务数量: "               << printQueue.size() << std::endl;    // 模拟逐个打印    while (!printQueue.empty()) {        std::cout << "正在打印: " << printQueue.front() << std::endl;        printQueue.pop(); // 打印完成后移除任务    }    std::cout << "所有任务已完成！" << std::endl;    return 0;}

运行结果会依次输出三个文件名，体现了“先进先出”的特性。这就是 C++队列应用 的一个典型例子。

实战示例2：广度优先搜索（BFS）中的队列

在图或树的遍历中，广度优先搜索（BFS）必须使用队列来实现层级遍历。下面是一个简化版的二叉树BFS示例：

#include <iostream>#include <queue>struct TreeNode {    int val;    TreeNode* left;    TreeNode* right;    TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}};void BFS(TreeNode* root) {    if (!root) return;    std::queue<TreeNode*> q;    q.push(root);    while (!q.empty()) {        TreeNode* node = q.front();        q.pop();        std::cout << node->val << " ";        if (node->left) q.push(node->left);        if (node->right) q.push(node->right);    }}int main() {    // 构建简单二叉树:     1    //                    /   \    //                   2     3    //                  / \    //                 4   5    TreeNode* root = new TreeNode(1);    root->left = new TreeNode(2);    root->right = new TreeNode(3);    root->left->left = new TreeNode(4);    root->left->right = new TreeNode(5);    std::cout << "BFS遍历结果: ";    BFS(root); // 输出: 1 2 3 4 5    std::cout << std::endl;    return 0;}

在这个例子中，队列帮助我们按层级顺序访问每个节点，这正是 队列数据结构 在算法中的核心价值。

注意事项与常见误区

• 不要对空队列调用 front() 或 back()：这会导致未定义行为，务必先用 empty() 判断。
• pop() 不返回值：如果你需要获取并移除队首元素，请先用 front() 获取，再调用 pop()。
• 默认底层容器是 deque：你也可以指定其他容器（如 list），但一般无需更改。

总结

通过本文，你已经掌握了 C++ 中队列的基本概念、常用操作以及两个实用的应用场景。无论是处理任务调度还是实现图算法，C++ STL队列 都是你不可或缺的工具。

记住：多动手写代码是掌握编程的关键！尝试修改上面的例子，比如添加错误处理、扩展功能，或者用队列解决生活中的排队问题。

希望这篇 C++编程教程 能帮助你顺利入门队列的使用。继续加油，你离成为 C++ 高手又近了一步！