数据结构与算法之-----队列（Queue）

前言

写在前面的话：数据结构与算法。

1. 对于初识数据结构的小伙伴们，鉴于后面的数据结构的构建会使用到同tag前面的内容，包括具体数据结构的应用，所使用到的数据结构，也是自己构建的，未使用系统的库文件，因此，建议这类小伙伴们按顺序进行学习；

2. 对于想查询有关资料的小伙伴们，可以选择性地浏览。希望大家都能有所收获～

队列（Queue）

上几章，我们介绍了栈的几个应用。本章来学习另外一种数据结构-----队列。队列是一种特殊的线性表，特殊之处在于它只允许在表的前端（队首）进行删除操作，在表的后端（队尾）进行插入操作。

和栈一样，队列也是一种操作受限的线性表。特点：先进先出（FIFO）。

队列构建

下面我们来看队列的构建，继承自List.h，List.h参考同tag下的链表那篇文章，读者可以思考这样一个问题：为什么栈的父类使用的是Vector.h，而队列的父类使用的是List.h ？

Queue.h：

/*
 *
 * 作者：易果啥笔
 * 时间：2021.8.20
 * 内容：队列模版类
 *
 *
 */

#ifndef STACK_QUEUE_H
#define STACK_QUEUE_H
#include "List.h"
#include "ListNode.h"

template <typename T> class Queue : public List<T> {
    public:
        void enqueue(T const& e){
            this->insertAsLast(e);
        }
        T dequeue(){
            return this->remove(this->first());
        }
        T& front(){
            return this->first()->data;
        }
};

#endif //STACK_QUEUE_H

队列的main.cpp文件：

/*
 *
 * 作者：易果啥笔
 * 时间：2021.8.20
 * 内容：队列模版类
 *
 *
 */

#include <iostream>
#include "Queue.h"

//遍历函数print
template <typename T> void print(T& e){ std::cout<<e; };

int main(){
    Queue<int> queue;
    //入队
    queue.enqueue(1);
    queue.enqueue(2);
    queue.enqueue(3);
    queue.enqueue(4);
    queue.enqueue(5);
    //遍历
    queue.traverse(print);
    std::cout<<std::endl;
    //出队
    queue.dequeue();
    //遍历
    queue.traverse(print);
    std::cout<<std::endl;
    //打印队首元素
    std::cout<<queue.front()<<std::endl;

    return 0;

}

简单来说，由于队列主要对表的首尾元素进行操作，如果继承List.h，只需常数级时间复杂度即可实现，相比较继承Vector.h而言，复杂度更低，效率更高。

而对于栈，继承List.h还是Vector.h，复杂度基本相同，读者可以尝试用List.h作为栈的父类来构建一个栈。

此外，队列也有很多方面的应用，比如队列快速排序，消息队列等，这些应用涉及的知识比较广，在此就不展开解释了，有兴趣的小伙伴们可以查阅有关资料。