#创作计划# 以小学生角度看队列
2025-07-30 16:10:14
发布于：浙江
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一、什么是队列？
- 队列就像生活中排队买冰淇淋的队伍 ——先来的人先买到，后来的人只能排后面，买完的人从前面离开。这种 “先进先出”（First In First Out，简称 FIFO）的规则，就是队列的核心特点。
我们可以画一个简单的队列示意图：
[队头] → [元素1] → [元素2] → [元素3] → [队尾]
最先来 中间来 最后来
最先走
- 队头：队伍的最前面，第一个离开的位置。
- 队尾：队伍的最后面，新元素加入的位置。
- 操作规则：新元素从队尾加入（叫 “入队”），元素从队头离开（叫 “出队”）。
二、队列的基本操作
就像排队时有 “加入队伍”“离开队伍”“看前面是谁” 这些动作，队列也有几个核心操作：
-
入队：新元素从队尾加入队列。
-
出队：队头的元素离开队列。
-
查看队头：看一眼队头的元素是谁（不拿走）。
-
判空：检查队列里有没有元素（队伍是不是空的）。
-
大小：查看队列里有多少个元素（队伍有多长）。
三、用 C++ 实现队列
在 C++ 里，我们可以直接用标准库的queue
（已经帮我们写好了队列的功能），也可以自己用数组实现一个简单的队列。
- 用标准库
queue（简单直接）
#include <iostream>
#include <queue> // 引入队列库
using namespace std;
int main() {
// 定义一个存放整数的队列，就像创建一个"整数队伍"
queue<int> q;
// 1. 入队（往队尾加元素）
q.push(10); // 队伍：[10]
q.push(20); // 队伍：[10, 20]
q.push(30); // 队伍：[10, 20, 30]（队头10，队尾30）
cout << "入队后，队列大小：" << q.size() << endl; // 输出3
// 2. 查看队头元素
cout << "当前队头元素：" << q.front() << endl; // 输出10
// 3. 出队（队头元素离开）
q.pop(); // 10离开，队伍：[20, 30]
cout << "出队后，队头元素：" << q.front() << endl; // 输出20
// 4. 循环出队，直到队列为空
while (!q.empty()) { // 检查队列是否为空
cout << "出队元素：" << q.front() << endl;
q.pop();
}
cout << "最后队列是否为空：" << (q.empty() ? "是" : "否") << endl; // 输出"是"
return 0;
}
- 自己用数组实现队列
#include <iostream>
using namespace std;
const int MAX_SIZE = 100; // 队列最大容量
class MyQueue {
private:
int arr[MAX_SIZE]; // 用数组存元素
int front; // 队头位置（下标）
int rear; // 队尾位置（下标）
int size; // 当前元素个数
public:
// 构造函数：初始化队列（空队列）
MyQueue() {
front = 0;
rear = -1;
size = 0;
}
// 入队：从队尾加元素
void push(int x) {
if (size == MAX_SIZE) {
cout << "队列满了，加不进去啦！" << endl;
return;
}
rear = (rear + 1) % MAX_SIZE; // 循环利用数组（避免越界）
arr[rear] = x;
size++;
}
// 出队：从队头删元素
void pop() {
if (empty()) {
cout << "队列是空的，没法删！" << endl;
return;
}
front = (front + 1) % MAX_SIZE; // 队头后移
size--;
}
// 查看队头元素
int front() {
if (empty()) {
cout << "队列是空的，没有元素！" << endl;
return -1;
}
return arr[front];
}
// 判空
bool empty() {
return size == 0;
}
// 查看大小
int size() {
return size;
}
};
// 测试我们自己的队列
int main() {
MyQueue q;
q.push(1);
q.push(2);
q.push(3);
cout << "队列大小：" << q.size() << endl; // 输出3
cout << "队头元素：" << q.front() << endl; // 输出1
q.pop();
cout << "出队后队头：" << q.front() << endl; // 输出2
while (!q.empty()) {
cout << "出队：" << q.front() << endl;
q.pop();
}
return 0;
}
四、队列的 “循环” 小技巧
上面自己实现的队列用了(rear + 1) % MAX_SIZE这样的写法，这是为了让数组 “循环起来”。比如队列满了之后，如果前面的元素出队了，后面还能继续加元素，就像一个环形的队伍：
初始：[1, 2, 3, _, _] （front=0, rear=2）
出队1后：[_, 2, 3, _, _] （front=1, rear=2）
再入队4：[4, 2, 3, _, _] （front=1, rear=0，因为(2+1)%5=0）
这样就不会浪费数组前面的空位置啦！
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