c++如何使用队列queue_c++ queue容器先进先出应用【示例】

std::queue天然实现FIFO逻辑，通过push()入队、front()取首元素、pop()出队完成操作；它不支持遍历或随机访问，因是屏蔽底层容器接口的适配器，仅暴露最小FIFO接口。

怎么用 std::queue 实现先进先出逻辑

std::queue 是 C++ 标准库提供的容器适配器，底层默认用 std::deque 实现，不支持随机访问，只允许在队尾入队（push）、队首出队（pop），天然符合 FIFO 行为。

它不是独立容器，而是“包装器”，所以不能直接遍历、不能用下标访问、也不能用 begin()/end() —— 这点容易误以为它是普通容器而踩坑。

常用操作包括：push()、pop()、front()、back()、empty()、size()。注意：pop() 不返回值，要取值必须先调用 front() 再 pop()。

为什么 queue 不能用 for-range 或迭代器遍历

因为 std::queue 是适配器，屏蔽了底层容器的迭代接口。它只暴露 FIFO 所需的最小接口，设计目标就是“不让你绕过队列规则”。试图写 for (auto x : q) 会编译失败，报错类似：‘begin’ is not a member of ‘std::queue’。

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如果真需要遍历（比如调试打印），得手动弹出再缓存，或换用底层容器（如直接用 std::deque），但那就不是 queue 语义了。

常见替代做法：

• 临时拷贝到底层容器（需知道模板参数，比如 std::deque）
• 用 while (!q.empty()) 循环 + front() 取值，但注意这会破坏原队列
• 改用 std::deque 并自行约束操作（适合需要遍历又想保持顺序的场景）

queue 的构造和底层容器切换示例

默认构造用 std::deque，但可以显式指定底层容器，比如改用 std::list 或 std::vector（后者需注意：std::vector 不支持 pop_front()，所以不能作为 std::queue 的底层容器 —— 编译会失败）。

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合法示例：

std::queue> q1; // ok
std::queue> q2; // 默认等价于 std::queue

非法示例：

std::queue> q3; // 编译错误：vector 没有 pop_front

切换底层容器主要影响性能和内存布局：deque 首尾操作 O(1)，list 更节省插入/删除开销但缓存不友好；实际项目中极少需要显式指定，除非有特殊内存或性能约束。

一个真实可用的 BFS 队列应用片段

BFS（广度优先搜索）是 std::queue 最典型的使用场景：每层节点按入队顺序处理，天然契合 FIFO。

简化示例（假设图用邻接表 vector> graph，从节点 0 开始）：

std::queue q;
std::vector visited(n, false);
q.push(0);
visited[0] = true;

while (!q.empty()) {
    int u = q.front(); q.pop();
    for (int v : graph[u]) {
        if (!visited[v]) {
            visited[v] = true;
            q.push(v);
        }
    }
}

注意点：

• 必须先 front() 再 pop()，不能把两步合并（pop() 无返回值）
• 避免在循环体里修改队列大小的同时还依赖 size() 做条件判断（比如写成 for (int i = 0; i ），因为 size() 在循环中可能变化，行为不可靠
• empty() 是唯一安全的结束条件

真正容易被忽略的是：队列生命周期和元素拷贝成本。如果存的是大对象，考虑用 std::queue<:unique_ptr>> 或移动语义（q.push(std::move(obj))），否则默认是深拷贝。