C++ STL 队列（queue）学习笔记

一、队列是什么？

队列（queue）是STL 提供的先进先出（FIFO, First In First Out） 容器适配器，就像排队买票：先进入队列的元素，最先出来。

只能在队尾插入元素 ，队头删除元素；
不能直接访问队列中间的元素，只能访问队头和队尾；
底层默认依赖deque容器，也可指定list等容器。

二、头文件与定义

1. 必须包含的头文件

复制代码

#include <queue>  // 队列核心头文件
using namespace std;  // 简化代码，避免每次写std::

2. 队列定义（声明）

语法：queue<数据类型> 队列名;

复制代码

// 1. 空队列（最常用）
queue<int> q;  // 存储int类型的空队列
queue<string> q_str;  // 存储字符串的队列
queue<double> q_double;  // 存储浮点数的队列

// 2. 用已有容器初始化队列（了解即可）
#include <vector>
vector<int> vec = {1,2,3};
queue<int> q(vec);  // 用vector初始化队列

三、核心函数（高频使用，必记）

1. 插入元素：push ()

作用：在队尾添加一个元素
语法：队列名.push(元素值);

queue<int> q;
q.push(10); // 队尾插入10 → 队列：10
q.push(20); // 队尾插入20 → 队列：10, 20
q.push(30); // 队尾插入30 → 队列：10, 20, 30

2. 删除元素：pop ()

作用：删除队头的第一个元素
注意：无返回值，删除前建议判断队列非空
语法：队列名.pop();

queue<int> q;
q.push(10);
q.push(20);
q.pop(); // 删除队头10 → 队列：20

3. 访问队头：front ()

作用：获取队头元素的值（不删除）
语法：队列名.front();

queue<int> q;
q.push(10);
q.push(20);
cout << q.front(); // 输出：10（队头元素）

4. 访问队尾：back ()

作用：获取队尾元素的值（不删除）
语法：队列名.back();

queue<int> q;
q.push(10);
q.push(20);
cout << q.back(); // 输出：20（队尾元素）

5. 判断队列是否为空：empty ()

作用：空队列返回true，非空返回false
语法：队列名.empty();

queue<int> q;
cout << q.empty(); // 输出：1（true，空队列）
q.push(10);
cout << q.empty(); // 输出：0（false，非空）

6. 获取队列大小：size ()

作用：返回队列中元素的个数
语法：队列名.size();

queue<int> q;
q.push(10);
q.push(20);
cout << q.size(); // 输出：2（队列有2个元素）

四、完整示例代码（直接运行）

复制代码

#include <iostream>
#include <queue>  // 队列头文件
using namespace std;

int main() {
    queue<int> q;  // 定义int类型空队列

    // 1. 插入元素（队尾入队）
    q.push(5);
    q.push(10);
    q.push(15);
    cout << "队列大小：" << q.size() << endl;  // 输出：3

    // 2. 访问队头、队尾
    cout << "队头元素：" << q.front() << endl;  // 输出：5
    cout << "队尾元素：" << q.back() << endl;   // 输出：15

    // 3. 删除队头元素
    q.pop();
    cout << "删除后队头：" << q.front() << endl;  // 输出：10
    cout << "删除后大小：" << q.size() << endl;   // 输出：2

    // 4. 遍历队列（边删除边访问，队列会被清空）
    cout << "遍历队列：";
    while (!q.empty()) {  // 队列非空时循环
        cout << q.front() << " ";  // 打印队头
        q.pop();  // 删除队头，继续遍历下一个
    }
    // 输出：10 15

    return 0;
}

五、常用技巧（避坑 + 便捷用法）

1. 遍历队列的正确方式

队列不支持迭代器 ，不能像数组一样用for循环遍历，只能用while循环 +front()+pop()遍历（遍历后队列会清空）：

复制代码

// 安全遍历（不修改原队列，用临时队列）
queue<int> temp = q;  // 复制原队列到临时队列
while (!temp.empty()) {
    cout << temp.front() << " ";
    temp.pop();
}

2. 存储自定义类型（结构体）

队列可以存自定义结构体，示例：

复制代码

#include <string>
struct Student {
    int id;
    string name;
};

queue<Student> q_stu;
// 插入结构体元素
Student s1 = {101, "张三"};
q_stu.push(s1);
// 访问结构体元素
cout << q_stu.front().id << " " << q_stu.front().name;

3. 清空队列

STL 队列没有直接清空的函数，用循环清空：

复制代码

while (!q.empty()) {
    q.pop();  // 逐个删除队头，直到为空
}

六、优先级队列（priority_queue，拓展）

优先级队列是特殊队列 ，元素按优先级排序（默认大顶堆：最大值优先出队），用法和普通队列一致，仅定义不同：

复制代码

#include <queue>
// 定义优先级队列（默认大顶堆）
priority_queue<int> pq;
pq.push(30);
pq.push(10);
pq.push(20);
cout << pq.top();  // 输出：30（队头是最大值）
pq.pop();  // 删除最大值30

七、必背总结

核心函数：push()（入队）、pop()（出队）、front()（队头）、back()（队尾）、empty()（判空）、size()（大小）；
规则：先进先出，只能操作队头和队尾；
遍历：用while循环 +front()+pop()，临时队列可保留原数据；
头文件：必须加#include <queue>。

总结

队列是先进先出容器，仅支持队尾入队、队头出队；
遍历、清空、自定义类型是高频实用技巧。