C++之queue类的代码及其逻辑详解

1. queue介绍及使用方法

queue 是 C++ 标准模板库（STL）中的容器适配器，遵循先进先出（FIFO）原则。它基于其他容器（如 deque 或 list）实现，仅允许在队尾插入元素，在队头删除元素。

stack的底层是一个 deque<T>（双端队列），虽然deque是可以从两端来进行操作的，但是我们只要只提供一端的接口，那么就可以来把它当做stack来使用。

因为queue需要支持高效的 “队尾插入”（push）和 “队头删除”（pop）操作，而deque的push_back（尾插）和pop_front（头删）操作均能在常数时间内完成，且无需像vector那样在头删时移动大量元素，也无需像list那样维护额外的指针开销，综合性能更优。

2. queue的常用函数

3. template

在这里写两个calss是为了方便使用，这两个模板参数实际上是各司其职，只是语法上要求写在同一个 template<> 里，使用时会根据场景自动匹配对应的参数。

• 前面的 T 是明确指定栈中元素的类型（比如 int、string 等），这是栈对外提供的 “数据类型契约”—— 栈里只能存 T 类型的东西。
• 后面的 Container 是指定用什么容器来存储这些 T 类型的元素，而默认的 deque<T> 就是 “用双端队列来存 T 类型元素” 的意思。

PS:只写后面那一个理论上来说也是可以的，但是会让用户使用门槛变高，比如想声明一个存 int 的栈，用户不能直接写 stack<int>，而必须写成 stack<deque<int>>（如果想用默认容器），或者 stack<vector<int>>。这会让接口变得不直观 —— 用户需要先知道底层容器的类型，才能正确声明栈，违背了 “栈是容器适配器，用户无需关心底层实现” 的设计初衷。

PS:只写前面哪一个是不行的，如果只写 template<class T>，就意味着用户无法指定底层容器了 —— 因为没有 Container 这个参数来接收用户自定义的容器类型。

template<class T, class Container = deque<T>>

4. private

这就是申明一个私有成员_con。

private:
		Container _con;

5.pop()

抛出队头，因为队列是先进先出的。

void pop()
{
	_con.pop_front();
}

6. front()

返回队头元素。

PS:这边使用T&是为了调用者可以直接修改队列中真正的队头元素，避免不必要的拷贝开销。

T& front()
{
	return _con.front();
}

7. back()

返回队尾元素。

队列是先进先出，但是在很多场景下，除了需要知道 “最早入队的元素”（队头，front()），还可能需要获取 “最新入队的元素”（队尾）。

back()只是“读取” 队尾元素，不会修改队列的结构或元素顺序，因此不会破坏其核心逻辑。

T& back()
{
	return _con.back();
}

8. size()

通过调用双端队列的size()来返回队列size的大小。

size_t size()
{
	return _con.size();
}

9. empty()

判断是否为空，为空就返回true。

bool empty()
{
	return _con.empty();
}

10. push()

在队列尾部插入一个元素。

void push(const T& x)
{
	_con.push_back(x);
}

11. 总结

综上，queue凭借简洁的接口、高效的底层实现，成为处理顺序依赖场景的理想选择。理解其基于deque的适配逻辑，能帮助开发者更合理地运用队列解决实际问题。

以下是queue的完整代码：

template<class T, class Container = deque<T>>
	class queue
	{
	public:
		void push(const T& x)
		{
			_con.push_back(x);
		}

		void pop()
		{
			_con.pop_front();
			//_con.erase(_con.begin());
		}

		T& front()
		{
			return _con.front();
		}

		T& back()
		{
			return _con.back();
		}

		size_t size()
		{
			return _con.size();
		}

		bool empty()
		{
			return _con.empty();
		}
	private:
		Container _con;
	};