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C# Queue类:队列

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C# Queue (队列) 是常见的数据结构之一,队列是一种先进先出的结构,即元素从队列尾部插入,从队列的头部移除,类似于日常生活中的站队,先到先得的效果。

集合中的 Queue 类模拟了队列操作,提供了队列中常用的属性和方法。

Queue 类提供了 4 个构造方法,如下表所示。

构造方法 作用
Queue() 创建 Queue 的实例,集合的容量是默认初始容量 32 个元素,使用默认的增长因子
Queue(ICollection col) 创建 Queue 的实例,该实例包含从指定实例中复制的元素,并且初始容量与复制的元素个数、增长因子相同
Queue(int capacity)  创建 Queue 的实例,并设置其指定的元素个数,默认增长因子
Queue(int capacity, float growFactor) 创建 Queue 的实例,并设置其指定的元素个数和增长因子

增长因子是指当需要扩大容量时,以当前的容量(capacity)值乘以增长因子(growFactor)的值来自动增加容量。

下面使用上表中的构造方法来创建 Queue 的实例,代码如下。
//第 1 中构造器
Queue queueq1 = new Queue();
//第 2 中构造器
Queue queueq2 = new Queue(queue1);
//第 3 中构造器
Queue queueq3 = new Queue(30);
//第 4 中构造器
Queue queueq4 = new Queue(30, 2);
与上一节《C# ArrayList》中介绍的 ArrayList 类不同,Queue 类不能在创建实例时直接添加值。

Queue类中常用的属性和方法如下表所示。

属性或方法 作用
Count 属性,获取 Queue 实例中包含的元素个数
void Clear()  清除 Queue 实例中的元素
bool Contains(object obj) 判断 Queue 实例中是否含有 obj 元素
void CopyTo(Array array, int index)  将 array 数组从指定索引处的元素开始复制到 Queue 实例中
object Dequeue() 移除并返回位于 Queue 实例开始处的对象
void Enqueue(object obj) 将对象添加到 Queue 实例的结尾处
object Peek()  返回位于 Queue 实例开始处的对象但不将其移除
object[] ToArray() 将 Queue 实例中的元素复制到新数组
void TrimToSize()  将容量设置为 Queue 实例中元素的实际数目
IEnumerator GetEnumerator()  返回循环访问 Queue 实例的枚举数

下面通过实例来演示 Queue 类的使用。

【实例 1】创建 Queue 类的实例,模拟排队购电影票的操作。

根据题目要求,先向队列中加入 3 个元素,然后再依次购票。实现代码如下。
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Queue queue = new Queue();
        //向队列中加入3为购票人
        queue.Enqueue("小张");
        queue.Enqueue("小李");
        queue.Enqueue("小刘");
        Console.WriteLine("购票开始:");
        //当队列中没有人时购票结束
        while (queue.Count != 0)
        {
            Console.WriteLine(queue.Dequeue() + "已购票!");
        }
        Console.WriteLine("购票结束!");
    }
}
执行上面的代码,效果如下图所示。

Queue类的使用

从上面的执行效果可以看出,在从队列中取值时与存入队列中的值顺序是相同的。

【实例 2】向 Queue 类的实例中添加 3 个值,在不移除队列中元素的前提下将队列中的元素依次输出。

根据题目要求,可以使用 ToArray() 方法将 Queue 类的实例中存放的值复制到数组后再遍历数组。实现的代码如下。
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Queue queue = new Queue();
        queue.Enqueue("aaa");
        queue.Enqueue("bbb");
        queue.Enqueue("ccc");
        object[] obj = queue.ToArray();
        foreach(var v in obj)
        {
            Console.WriteLine(v);
        }
    }
}
执行上面的代码,效果如下图所示。

使用ToArray() 方法

除了使用 ToArray() 方法以外,还可以使用 GetEnumerator() 方法来遍历,实现的代码如下。
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Queue queue = new Queue();
        queue.Enqueue("aaa");
        queue.Enqueue("bbb");
        queue.Enqueue("ccc");
        IEnumerator enumerator = queue.GetEnumerator();
        while (enumerator.MoveNext())
        {
            Console.WriteLine(enumerator.Current);
        }
    }
}
执行上面的代码,效果与使用 ToArray() 所示的效果相同。在实际应用中,我们可以自由选择上面两种方法。
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