深入浅出数据结构：队列（Queue）—— 生活中的排队艺术
在我们的日常生活中，“排队”是一种再熟悉不过的场景——无论是排队买票、排队打饭还是排队等候服务，我们都遵循着一个简单而公平的原则：“先来的人先得到服务”。在计算机科学的世界里，同样存在着这样一种完美模拟“排队”行为的数据结构，它就是我们今天的主角——队列（Queue）。
一、什么是队列？先进先出的智慧
根据笔记，我们首先要明确队列的核心概念：
- 先进先出（FIFO）: 这是队列最根本的特性，全称为 "First-In, First-Out"。这与我们之前可能接触过的**栈（Stack）**的“后进先出”（LIFO, "Last-In, First-Out"）特性形成了鲜明的对比。可以想象一下排队打饭，最早进入队伍的人，肯定是第一个打到饭的。
- 受限的线性表: 队列本质上是一种线性表，但它的操作受到了限制。数据只能从一端进入，从另一端离开。
- 队头（Front）与队尾（Rear）:
- 队尾（Rear）：允许插入新元素的一端，我们称之为“入队”（Enqueue）。
- 队头（Front）：允许删除元素的一端，我们称之为“出队”（Dequeue）。
二、队列的核心操作接口
一个设计良好的队列，通常会提供以下几个核心的接口，方便我们进行操作：
- 入队
push(element): 将一个元素添加到队尾。 - 出队
pop(): 从队头移除一个元素。 - 获取队头元素
front(): 查看队头的元素，但不移除它。 - 获取队尾元素
back(): 查看队尾的元素，但不移除它。 - 获取队列大小
size(): 返回队列中当前元素的数量。 - 判断队列是否为空
empty(): 检查队列中是否没有任何元素。
三、代码实战：在 C++ 中使用队列
理论说再多，不如亲手敲一遍代码。下面我们通过两个案例来展示队列的使用：首先是使用 C++ 标准模板库（STL）中现成的 std::queue，然后我们尝试自己动手实现一个简单的队列。
案例一：使用 C++ STL 中的 std::queue
C++ STL 为我们提供了封装好的队列容器，使用起来非常方便。你需要包含 <queue&