数据结构：队列 (Queue)

什么是队列？

队列是一种遵循 先进先出 (FIFO, First-In, First-Out) 原则的线性数据结构。就像在现实生活中排队一样，第一个来的人第一个接受服务。

基本操作

• Enqueue (或 Push): 在队列的末尾（队尾）添加一个元素。
• Dequeue (或 Pop): 移除并返回队列的开头（队头）的元素。
• Front: 查看队头元素，但不移除它。
• Back: 查看队尾元素，但不移除它。
• IsEmpty: 检查队列是否为空。

C++ STL 中的 std::queue

C++ 标准模板库 (STL) 提供了 std::queue 容器适配器。

#include <iostream>
#include <queue>

int main() {
    std::queue<int> q;

    q.push(10);
    q.push(20);
    q.push(30);

    std::cout << "Front element is: " << q.front() << std::endl; // 10
    std::cout << "Back element is: " << q.back() << std::endl;  // 30

    q.pop();
    std::cout << "Front element is: " << q.front() << std::endl; // 20

    std::cout << "Queue size is: " << q.size() << std::endl;

    while (!q.empty()) {
        std::cout << q.front() << " ";
        q.pop();
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

应用场景

• 广度优先搜索 (BFS): BFS 算法的核心就是使用队列。
• 任务调度: 操作系统中的任务队列，按到达顺序处理进程。
• 打印机队列: 管理待打印的文档。
• 网络数据包: 路由器和交换机使用队列来处理网络数据包。