数据结构：队列详解 c++信息学奥赛基础知识讲解

目录

一、队列概念

二、队列容器

三、队列操作

四、代码实操

五、队列遍历

六、案例实操

题目描述：

输入格式：

输出格式：

输入样例：

输出样例：

详细代码： 

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一、队列概念

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（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作，和栈一样，队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。
  队尾（rear）：只能从队尾添加元素，一般焦作EnQueue，入队
  队头（front）：只能从队头移除元素，一般焦作DeQueue，出队
  先进先出的原则、First In Fist Out，FIFO（跟栈是反的，栈是后进先出）
  在生活中队列案例也是随处可见。例如火车站排队买票，银行排队办理业务。

队列：只允许在一端进行插入数据操作，在另一端进行删除操作的特殊线性表，队列最重要的特性是先进先出（First In First Out）

二、队列容器

C++队列queue模板类的定义在<queue>头文件中,queue 模板类需要两个模板参数，一个是元素类型，一个容器类型，元素类型是必要的，容器类型是可选的，默认为deque 类型。C++队列Queue是一种容器适配器，它给予程序员一种先进先出(FIFO)的数据结构。

  队列只需要从对尾插入数据(入队，push_back),对头取数据(出队，pop_front);
  队列只能访问对头和队尾数据，其他数据需要出队才能访问，所以不存在遍历队列；
  返回队列头数据：front()
  返回队列尾数据：back()

三、队列操作

        队列的操作有：入队： 通常命名为push()，出队： 通常命名为pop()，获取队首元素：front()，获取队尾元素：back()，判断队空：empty()，返回队列个数：size()

q.push()                入队：在队尾压入新元素
q.pop()                 出队：删除队列首元素但不返回其值
q.front()               返回队首元素的值，但不删除该元素
q.back()                返回队列尾元素的值，但不删除该元素
q.empty()               如果队列为空返回true，否则返回false
q.size()                返回队列中元素的个数

四、代码实操

#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;
int main()
{queue<int> q; //定义一个数据类型为int的queue q.push(1); //向队列中加入元素1 q.push(2); //向队列中加入元素2q.push(3); //向队列中加入元素3 q.push(4); //向队列中加入元素4 cout<<"将元素1、2、3、4一一加入队列中后，队列中现在的元素为：1、2、3、4"<<endl;cout<<"队列中的元素个数为："<<q.size()<<endl;//判断队列是否为空 if(q.empty()){cout<<"队列为空"<<endl;}else{cout<<"队列不为空"<<endl;}cout<<"队列的队首元素为："<<q.front()<<endl;//队列中的队首元素出队 q.pop();cout<<"将队列队首元素出队后，现在队列中的元素为2、3、4"<<endl;		
}

运行结果：

将元素1、2、3、4一一加入队列中后，队列中现在的元素为：1、2、3、4
队列中的元素个数为：4
队列不为空
队列的队首元素为：1
将队列队首元素出队后，现在队列中的元素为2、3、4

五、队列遍历

列中的数据和堆栈一样是不允许随机访问的，即不能通过下标访问，且队列内的元素也是无法遍历的。

我们可以通过while循环的方法将queue中的元素读取一遍，但是这种方法非常局限，因为我们每读取一个元素就需要将这个元素出队，因此该方法只能读取一遍queue中的元素。

#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;
int main()
{queue<int> q; //定义一个数据类型为int的queueq.push(1); //向队列中加入元素1 q.push(2); //向队列中加入元素2q.push(3); //向队列中加入元素3q.push(4); //向队列中加入元素4while(!q.empty()){cout<<q.front()<<" ";q.pop();}	
}

六、案例实操

插松枝：

题目描述：

人造松枝加工场的工人需要将各种尺寸的塑料松针插到松枝干上，做成大大小小的松枝。他们的工作流程（并不）是这样的：

• 每人手边有一只小盒子，初始状态为空。
• 每人面前有用不完的松枝干和一个推送器，每次推送一片随机型号的松针片。
• 工人首先捡起一根空的松枝干，从小盒子里摸出最上面的一片松针 —— 如果小盒子是空的，就从推送器上取一片松针。将这片松针插到枝干的最下面。
• 工人在插后面的松针时，需要保证，每一步插到一根非空松枝干上的松针片，不能比前一步插上的松针片大。如果小盒子中最上面的松针满足要求，就取之插好；否则去推送器上取一片。如果推送器上拿到的仍然不满足要求，就把拿到的这片堆放到小盒子里，继续去推送器上取下一片。注意这里假设小盒子里的松针片是按放入的顺序堆叠起来的，工人每次只能取出最上面（即最后放入）的一片。
• 当下列三种情况之一发生时，工人会结束手里的松枝制作，开始做下一个：

（1）小盒子已经满了，但推送器上取到的松针仍然不满足要求。此时将手中的松枝放到成品篮里，推送器上取到的松针压回推送器，开始下一根松枝的制作。

（2）小盒子中最上面的松针不满足要求，但推送器上已经没有松针了。此时将手中的松枝放到成品篮里，开始下一根松枝的制作。

（3）手中的松枝干上已经插满了松针，将之放到成品篮里，开始下一根松枝的制作。

现在给定推送器上顺序传过来的 N 片松针的大小，以及小盒子和松枝的容量，请你编写程序自动列出每根成品松枝的信息。

输入格式：

输入在第一行中给出 3 个正整数：N（≤103），为推送器上松针片的数量；M（≤20）为小盒子能存放的松针片的最大数量；K（≤5）为一根松枝干上能插的松针片的最大数量。

随后一行给出 N 个不超过 100 的正整数，为推送器上顺序推出的松针片的大小。

输出格式：

每支松枝成品的信息占一行，顺序给出自底向上每片松针的大小。数字间以 1 个空格分隔，行首尾不得有多余空格。

输入样例：

8 3 4
20 25 15 18 20 18 8 5

输出样例：

20 15
20 18 18 8
25 5

详细代码： 

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
stack<int>box;
queue<int>p,t;
int main()
{int n,m,k;cin>>n>>m>>k;for(int i=1;i<=n;i++){int a;cin>>a;p.push(a);}while(p.size()||box.size()){t.push(101);while(t.size()<=k){if(box.size()&&box.top()<=t.back()){t.push(box.top());box.pop();}else if(p.size()&&p.front()<=t.back()){t.push(p.front());p.pop();}else if(p.size()&&box.size()<m){box.push(p.front());p.pop();}else break;}t.pop();cout<<t.front();t.pop();while(t.size()){cout<<" "<<t.front();t.pop();}cout<<endl;}
}