C++中实现队列有两种方式:使用STL的std::queue或手动链表实现。std::queue基于deque,提供push、pop、front等接口,使用方便且安全,推荐日常使用;手动链表实现需定义节点和头尾指针,操作复杂但有助于理解底层机制,适合学习场景。两者均支持O(1)入队出队,但std::queue不支持遍历,若需遍历可考虑std::list。

在C++中实现队列,主要有两种常见方式:使用标准模板库(STL)中的 std::queue,或者通过链表手动实现一个队列。下面分别介绍这两种方法的用法和特点。
使用 std::queue(推荐日常使用)
std::queue 是 C++ STL 提供的容器适配器,底层默认基于 deque 实现,也可以指定 list 或其他序列容器。它提供了先进先出(FIFO)的操作接口,使用非常方便。
基本操作:
- push(element):将元素加入队尾
- pop():移除队首元素(不返回值)
- front():获取队首元素
- back():获取队尾元素
- empty():判断队列是否为空
- size():返回队列中元素个数
示例代码:
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#include#include int main() { std::queue
q; q.push(10); q.push(20); q.push(30); while (!q.empty()) { std::cout << "Front: " << q.front() << "\n"; q.pop(); } return 0;}
输出结果:
Front: 10 Front: 20 Front: 30优点是无需手动管理内存,接口简洁安全。
使用链表手动实现队列(理解原理)
如果想深入理解队列的工作机制,可以自己用链表实现。这种方式需要定义节点结构,并维护头指针和尾指针,保证入队和出队操作的时间复杂度为 O(1)。
实现步骤:
- 定义链表节点结构 Node
- 维护 front 和 rear 指针
- 实现 push(入队)、pop(出队)、isEmpty 等操作
示例代码:
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#includestruct Node { int data; Node* next; Node(int val) : data(val), next(nullptr) {} };
class Queue { private: Node front; Node rear;
public: Queue() : front(nullptr), rear(nullptr) {}
void push(int val) { Node* newNode = new Node(val); if (rear == nullptr) { front = rear = newNode; } else { rear->next = newNode; rear = newNode; } } void pop() { if (front == nullptr) { std::cout << "Queue is empty\n"; return; } Node* temp = front; front = front->next; if (front == nullptr) { rear = nullptr; } delete temp; } int peek() { if (front == nullptr) { std::cout << "Queue is empty\n"; return -1; } return front->data; } bool empty() { return front == nullptr; } ~Queue() { while (!empty()) { pop(); } }};
int main() { Queue q; q.push(1); q.push(2); q.push(3);
while (!q.empty()) { std::cout << "Front: " << q.peek() << "\n"; q.pop(); } return 0;}
这个实现展示了队列的核心逻辑:front 负责出队,rear 负责入队,每次操作保持指针更新。
std::queue 与链表实现对比
选择哪种方式取决于使用场景:
- std::queue:适合大多数应用场景,写法简单,不易出错,性能良好
- 链表实现:有助于理解数据结构底层机制,适合学习或特殊定制需求
注意:std::queue 默认不能遍历,因为它只提供 FIFO 接口。如需遍历,可考虑使用 std::list 配合手写逻辑。
基本上就这些。日常开发优先用 std::queue,学习原理时动手写链表实现会更有收获。










