在 C ++ 中,如何创建简单的固定大小队列?
我已经在Java和Python中多次这样做,但是我正在寻找一种基于C ++的方式。
我需要一个只有2个元素的简单FIFO队列,才能使用push
和pop
实用程序:我已经意识到我可以实现自己的类来执行这种操作限制,但我的答案旨在了解是否已经有解决方案。
或者可能通过数组完成相同的任务?那也行得通。
非常感谢您。
答案 0 :(得分:1)
在C ++中,如何创建简单的固定大小队列?
首先,我认为您真正想要的是固定容量队列,即队列的大小本身将受限于队列的容量,但是大小可能会有所不同。例如,如果队列为空,则大小最初可以为零,并在将元素插入队列时增加到队列的容量。
boost::circular_buffer
Boost库具有实现boost::circular_buffer
容器(boost/circular_buffer.hpp
)的库Boost.CircularBuffer。此容器适合用作固定容量的FIFO。
与std::vector
不同,boost::circular_buffer
的容量保持不变,无论您将多少元素插入到容器中。也就是说,幕后不会发生重新分配:如果boost::circular_buffer
的 size 达到其容量,那么插入新元素只会覆盖现有元素。 / p>
您可以指定boost::circular_buffer
的建设能力:
boost::circular_buffer<int> cb(2);
cb
的容量为 2 ,并且初始大小为零,因为容器为空。它的大小不能超过其容量。但是,您可以明确地更改容器的容量,例如,通过调用circular_buffer::set_capacity()
。
通过使用push_back()
和pop_front()
成员函数,您可以将boost::circular_buffer
用作FIFO。示例:
#include <boost/circular_buffer.hpp>
#include <iostream>
void print(const boost::circular_buffer<int>& cb) {
std::cout << "size: " << cb.size() << ", capacity: " << cb.capacity() << '\n';
for (auto const& elem: cb)
std::cout << elem << ' ';
std::cout << '\n';
}
auto main() -> int {
// empty: size is zero
boost::circular_buffer<int> cb(3);
print(q);
cb.push_back(0);
print(cb);
cb.push_back(1);
print(cb);
cb.push_back(2);
print(cb);
// overwrites the oldest element: 0
cb.push_back(3);
print(cb);
// overwrites the oldest element: 1
cb.push_back(4);
print(cb);
cb.pop_front();
print(cb);
cb.pop_front();
print(cb);
// empty again
cb.pop_front();
print(cb);
}
输出:
size: 0, capacity: 3
size: 1, capacity: 3
0
size: 2, capacity: 3
0 1
size: 3, capacity: 3
0 1 2
size: 3, capacity: 3
1 2 3
size: 3, capacity: 3
2 3 4
size: 2, capacity: 3
3 4
size: 1, capacity: 3
4
size: 0, capacity: 3
std::queue
与boost::circular_buffer
一起使用 std::queue
是一个容器适配器,其基础容器默认为std::deque
。但是,您可以将boost::circular_buffer
用作std::queue
的基础容器,因为它实现了front()
,back()
,push_back()
和pop_front()
成员函数:
#include <queue>
#include <boost/circular_buffer.hpp>
#include <cassert>
template<typename T>
using FixedCapacityQueue = std::queue<T, boost::circular_buffer<T>>;
auto main() -> int {
FixedCapacityQueue<int> fixedCapQueue(boost::circular_buffer<int>(3));
fixedCapQueue.push(0);
fixedCapQueue.push(1);
fixedCapQueue.push(2);
fixedCapQueue.push(3); // overwrites the 0
assert(fixedCapQueue.front() == 1);
fixedCapQueue.pop(); // pops the 1
assert(fixedCapQueue.front() == 2);
}
答案 1 :(得分:0)
您可以从队列继承,然后重新实现push方法。这是一个基本示例。
#include <queue>
#include <deque>
#include <iostream>
template <typename T, int MaxLen, typename Container=std::deque<T>>
class FixedQueue : public std::queue<T, Container> {
public:
void push(const T& value) {
if (this->size() == MaxLen) {
this->c.pop_front();
}
std::queue<T, Container>::push(value);
}
};
int main() {
FixedQueue<int, 3> q;
q.push(1);
q.push(2);
q.push(3);
q.push(4);
q.push(5);
q.push(6);
q.push(7);
while (q.size() > 0)
{
std::cout << q.front() << std::endl;
q.pop();
}
}
这将打印
$ g++ fixedqueue.cpp -std=c++17 -o fixedqueue && ./fixedqueue
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答案 2 :(得分:0)
使用循环自定义容器。在线示例如下:https://ideone.com/HZytWn
#include <array>
#include <iostream>
#include <queue>
template <typename T, size_t N = 2>
class CyclicArray {
public:
typedef typename std::array<T, N>::value_type value_type;
typedef typename std::array<T, N>::reference reference;
typedef typename std::array<T, N>::const_reference const_reference;
typedef typename std::array<T, N>::size_type size_type;
void push_back(const T& v) {
if (size_ + 1 == N)
throw;
++size_;
array_[(front_ + size_) % N] = v;
}
void pop_front() {
if (size_ < 1)
throw;
++front_;
--size_;
if (front_ >= N)
front_ = 0;
}
reference front() {
return array_[front_];
}
size_type size() const {
return size_;
}
private:
size_type front_ = 0;
size_type size_ = 0;
std::array<T, N> array_;
};
int main() {
std::queue<int, CyclicArray<int, 2>> queue;
queue.push(1);
int f = queue.front();
queue.pop();
return 0;
}