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C++怎么使用队列_C++queue容器教程【结构】

冰火之心

冰火之心

发布时间:2026-02-27 16:08:48

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来源于php中文网

原创

std::queue需显式指定底层容器,默认为deque;vector因无pop_front()不可用;初始化为空队列直接声明即可;操作前须用empty()检查,不可随机访问或遍历。

c++怎么使用队列_c++queue容器教程【结构】

怎么声明和初始化一个 std::queue

不是所有“队列”都叫 std::queue——它只是适配器,底层必须指定容器。直接写 queue<int></int> 会编译失败,因为缺了底层容器模板参数。

默认用 deque,所以最常用的是:std::queue<int></int>(隐式等价于 std::queue<int std::deque>></int>);如果想换 vectorlist,必须显式写出第二个模板参数:

std::queue<int, std::list<int>> q1;  // 合法
std::queue<int, std::vector<int>> q2; // 编译失败:vector 不支持 pop_front()

原因:queue 要求底层容器提供 front()back()push_back()pop_front() —— vector 没有 pop_front(),所以不能用。

  • 别手滑写成 queue<int vector>></int>,报错信息通常是 no member named 'pop_front'
  • 性能上,deque 是默认最优解:两端操作均摊 O(1),比 list 更缓存友好
  • 初始化空队列不需要额外操作,std::queue<int> q;</int> 就够了

push()pop() 的边界行为要小心

pop() 不返回值,只删头元素;想取值得先调 front(),再 pop()。顺序反了或没检查是否为空,就是未定义行为。

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常见崩溃场景:q.pop() 在空队列上调用,或者 q.front() 前没判空。

  • 永远先用 q.empty() 判断,再调 front()pop()
  • q.size() == 0q.empty() 等价,但后者是常量时间,前者某些实现可能非 O(1)
  • 没有 q.top() ——那是 priority_queue 的函数,queue 只有 front()back()

为什么不能用 operator[] 或迭代器遍历 std::queue

std::queue 是容器适配器,故意不暴露底层数据结构的访问接口。它只保留 FIFO 必需的操作:入队、出队、查头尾、判空、查大小。

想遍历?说明你其实不需要 queue,该换 std::dequestd::vector

  • 试图写 q[0]for (auto it = q.begin(); ...) 会编译失败:no member named 'begin'
  • 如果真要“看中间元素”,要么改用 deque,要么把 queue 元素全倒出来(用临时容器暂存),但那就违背 queue 的设计意图了
  • 调试时想打印内容?只能循环 front()+pop(),但注意这会清空原队列

多线程下直接用 std::queue 是危险的

标准库所有容器都不保证线程安全。多个线程同时调 push()pop(),不加锁就会数据竞争。

别指望 empty() + front() + pop() 这三步是原子的——中间可能被其他线程插进来。

  • 必须自己加互斥锁(比如 std::mutex),且锁的粒度要覆盖整个“检查+操作”逻辑
  • 更稳妥的做法是封装成线程安全队列类,内部管理锁和条件变量,用于生产者-消费者场景
  • 别用 std::queuestd::shared_mutex ——读写锁对 queue 没意义,因为 front()pop() 都算写操作
实际用的时候,最常卡住的不是语法,而是想当然认为它支持随机访问,或者在多线程里裸奔。记住:queue 就是个严格守门的 FIFO 黑盒,越界伸手,它就给你报错或静默崩掉。

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