队列
定义
队列是一种特殊的线性表，遵循先进先出（First In First Out，FIFO）的原则。可以进行入队（在队尾添加元素）和出队（从队首移除元素）操作。
运用情况
- 任务调度：安排任务按照顺序执行。
- 排队系统：如银行排队、打印任务排队等。
- 广度优先搜索：用于保存待扩展的节点。
- 多线程中的任务队列。
- 网络通信中的数据包队列。
注意事项
- 要注意队列的容量限制，避免溢出。
- 操作队列时要确保队首和队尾指针的正确性。
- 考虑多线程环境下的同步问题，防止数据竞争。
解题思路
- 明确问题是否适合用队列来解决，通常涉及顺序处理、排队等场景。
- 创建队列对象并进行初始化。
- 按照 FIFO 原则进行入队和出队操作。
- 在处理过程中注意边界情况和异常情况。
- 根据具体需求，合理利用队列的特性来实现算法逻辑。
例如，在广度优先搜索中，先将起始节点入队，然后不断取出队首节点并扩展，将新节点入队，如此循环直到找到目标或遍历完所有可能。
Acwing.829模拟队列
题目描述
829. 模拟队列 - AcWing题库
运行代码
#include <iostream>
#include <deque>
#include <string>
using namespace std;
deque<int> q; // 队列
void push(int x) {
q.push_back(x); // 在队尾插入元素
}
void pop() {
if (!q.empty()) {
q.pop_front(); // 从队头弹出元素
}
}
void emptyOperation() {
if (q.empty()) {
cout << "YES" << endl;
} else {
cout << "NO" << endl;
}
}
void queryOperation() {
if (!q.empty()) {
cout << q.front() << endl; // 查询队头元素
}
}
int main() {
int M;
cin >> M;
while (M--) {
string op;
cin >> op;
if (op == "push") {
int x;
cin >> x;
push(x);
} else if (op == "pop") {
pop();
} else if (op == "empty") {
emptyOperation();
} else if (op == "query") {
queryOperation();
}
}
return 0;
}代码思路
-
定义队列：使用C++标准库中的
std::deque（双端队列）来存储队列的元素。std::deque提供了在队列两端进行高效插入和删除操作的能力，因此非常适合实现队列。 -
定义操作函数：
push(int x)：向队列的尾部插入一个元素x。这是通过调用deque的push_back成员函数实现的。pop()：从队列的头部删除一个元素。这是通过调用deque的pop_front成员函数实现的。这里假设操作总是合法的，所以没有检查队列是否为空。emptyOperation()：检查队列是否为空，并输出相应的结果。如果队列为空，输出"YES"，否则输出"NO"。queryOperation()：查询队列的头部元素并输出。如果队列不为空，输出头部元素的值。
-
主函数处理：
- 读取操作次数
M。 - 使用循环处理
M个操作。 - 对于每个操作，首先读取操作类型（字符串）。
- 根据操作类型调用相应的操作函数。对于
push操作，还需要读取要插入的元素值。
- 读取操作次数
-
错误处理：在这个实现中，没有显式的错误处理，因为题目描述保证所有操作都是合法的。但在实际应用中，你可能需要添加错误处理来确保输入的有效性。
-
输出：根据操作类型，
emptyOperation和queryOperation函数会输出相应的结果。
改进思路
-
减少不必要的函数调用：在
push和pop操作中，由于我们知道std::deque已经提供了高效的push_back和pop_front成员函数，我们可以直接在main函数中调用这些成员函数，而不是通过额外的函数来封装它们。 -
避免重复代码：在
emptyOperation和queryOperation中，我们都在检查队列是否为空。为了避免重复，我们可以将检查队列是否为空的逻辑放在一个单独的函数中。 -
输入校验：虽然题目保证输入是合法的，但在实际情况下，我们可能想要添加一些输入校验来确保代码的健壮性。
改进代码
#include <iostream>
#include <deque>
#include <string>
using namespace std;
deque<int> q; // 队列
bool isEmpty() {
return q.empty();
}
void processCommands(int M) {
for (int i = 0; i < M; ++i) {
string op;
cin >> op;
if (op == "push") {
int x;
cin >> x;
q.push_back(x); // 直接在main函数中调用push_back
} else if (op == "pop") {
if (!isEmpty()) { // 检查队列是否为空
q.pop_front(); // 直接在main函数中调用pop_front
}
} else if (op == "empty") {
cout << (isEmpty() ? "YES" : "NO") << endl;
} else if (op == "query") {
if (!isEmpty()) { // 检查队列是否为空
cout << q.front() << endl; // 查询队头元素
}
}
}
}
int main() {
int M;
cin >> M;
processCommands(M);
return 0;
}
