STL源码剖析 [容器]（六）[stl_queue.h]
queue 模板类的定义在
定义queue 对象的示例代码如下：
queue
queue
queue 的基本操作有：
入队，如例：q.push(x); 将x 接到队列的末端。
出队，如例：q.pop(); 弹出队列的第一个元素，注意，并不会返回被弹出元素的值。
访问队首元素，如例：q.front()，即最早被压入队列的元素。
访问队尾元素，如例：q.back()，即最后被压入队列的元素。
判断队列空，如例：q.empty()，当队列空时，返回true。
访问队列中的元素个数，如例：q.size()
stl_queue.h的源码：
// Filename: stl_queue.h
// Comment By: 凝霜
// E-mail: [email protected]
// Blog: http://blog.csdn.net/mdl13412
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// queue是一种先进先出(First In First Out, FIFO)的数据结构
// 它在前后有两个出口, 分别成为队头和队尾
// queue允许在队尾追加元素和访问队尾元素, 在队头获取和移除元素
// 除此之外其不支持其它元素的访问
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 以下为使用deque时的布局
//
// 支持front()和pop() 支持back()和push()
// ↓ ↓
// 队头, 队尾
// ↓ ↓
// ---------------------------------------------------------------------
// | | | ...... | | | ...... | | | | ...... | | | X |
// ---------------------------------------------------------------------
// ↑ ↑ ↑ ↑
// | | | |
// ---------------------- -----------------------
// 这里是尚未使用的预留内存, 可能为0 这里是尚未使用的预留内存, 可能为0
//
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// priority_queue是一种允许用户以任何顺序将任何元素压入容器,
// 但是取出元素时一定是从最高优先级的元素开始取出
// 其默认使用的是vector作为容器, 默认的优先级比较使用less
// 其算法是使用binary-heap
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 下面是其原理模型, 容器使用vector, 优先级比较决议用less
//
// 队尾, 支持push()
// ↓
// --------------------------------------------------------
// 支持pop()和top()--->| | | ...... | | | | | ...... | | | X |
// --------------------------------------------------------
// ↑ ↑ ↑
// | -----------------------
// 内部使用的是heap 这里是尚未使用的预留内存, 可能为0
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 下面是容器使用vector, 优先级比较决议用less的情况下的一种实现技巧,
// 借用的是侯捷老师的例子, 本实作中使用的不是此技巧
// [A]
// |
// ---------------------------------
// | |
// [B] [C]
// | |
// ----------------------- -----------------------
// | | | |
// [D] [E] [F] [G]
// | |
// ----------- |
// | | |
// [H] [I] [J]
// vector中预留的内存, 了能为0
// ------------------
// ↓ ↓
// --------------------------------------------------------------------------
// | Not Use | A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | | ...... | | end |
// --------------------------------------------------------------------------
//
// 具体算法请参看任意一本算法书, 如果没有, 扔了它:-)
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/*
*
* Copyright (c) 1994
* Hewlett-Packard Company
*
* Permission to use, copy, modify, distribute and sell this software
* and its documentation for any purpose is hereby granted without fee,
* provided that the above copyright notice appear in all copies and
* that both that copyright notice and this permission notice appear
* in supporting documentation. Hewlett-Packard Company makes no
* representations about the suitability of this software for any
* purpose. It is provided "as is" without express or implied warranty.
*
*
* Copyright (c) 1996,1997
* Silicon Graphics Computer Systems, Inc.
*
* Permission to use, copy, modify, distribute and sell this software
* and its documentation for any purpose is hereby granted without fee,
* provided that the above copyright notice appear in all copies and
* that both that copyright notice and this permission notice appear
* in supporting documentation. Silicon Graphics makes no
* representations about the suitability of this software for any
* purpose. It is provided "as is" without express or implied warranty.
*/
/* NOTE: This is an internal header file, included by other STL headers.
* You should not attempt to use it directly.
*/
#ifndef __SGI_STL_INTERNAL_QUEUE_H
#define __SGI_STL_INTERNAL_QUEUE_H
__STL_BEGIN_NAMESPACE
// 如果编译器不能根据前面模板参数推导出后面使用的默认参数类型,
// 那么就需要手工指定, 本实作queue内部容器默认使用deque
// 由于queue要求在队尾追加元素, 在队头获取和移除元素
// 所以非常适合使用deque
#ifndef __STL_LIMITED_DEFAULT_TEMPLATES
template >
#else
template
#endif
class queue
{
// 讲解见中的运算符剖析
friend bool operator== __STL_NULL_TMPL_ARGS (const queue& x, const queue& y);
friend bool operator< __STL_NULL_TMPL_ARGS (const queue& x, const queue& y);
public:
// 由于queue仅支持对队头和队尾的操作, 所以不定义STL要求的
// pointer, iterator, difference_type
typedef typename Sequence::value_type value_type;
typedef typename Sequence::size_type size_type;
typedef typename Sequence::reference reference;
typedef typename Sequence::const_reference const_reference;
protected:
Sequence c; // 这个是我们实际维护的容器
public:
// 这些是STL queue的标准接口, 都调用容器的成员函数进行实现
// 其接口和stack实现很接近, 参考
bool empty() const { return c.empty(); }
size_type size() const { return c.size(); }
reference front() { return c.front(); }
const_reference front() const { return c.front(); }
reference back() { return c.back(); }
const_reference back() const { return c.back(); }
void push(const value_type& x) { c.push_back(x); }
void pop() { c.pop_front(); }
};
// 详细讲解见
template
bool operator==(const queue& x, const queue& y)
{
return x.c == y.c;
}
template
bool operator<(const queue& x, const queue& y)
{
return x.c < y.c;
}
#ifndef __STL_LIMITED_DEFAULT_TEMPLATES
template ,
class Compare = less >
#else
template
#endif
class priority_queue
{
public:
typedef typename Sequence::value_type value_type;
typedef typename Sequence::size_type size_type;
typedef typename Sequence::reference reference;
typedef typename Sequence::const_reference const_reference;
protected:
Sequence c; // 内部维护的容器
Compare comp; // 优先级决策判别式
public:
priority_queue() : c() {}
// 用户可以指定自己的优先级决策函数
explicit priority_queue(const Compare& x) : c(), comp(x) {}
// 使用[first, last)区间构造priority_queue
#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES
template
priority_queue(InputIterator first, InputIterator last, const Compare& x)
: c(first, last), comp(x) { make_heap(c.begin(), c.end(), comp); }
template
priority_queue(InputIterator first, InputIterator last)
: c(first, last) { make_heap(c.begin(), c.end(), comp); }
#else /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */
priority_queue(const value_type* first, const value_type* last,
const Compare& x) : c(first, last), comp(x) {
make_heap(c.begin(), c.end(), comp);
}
priority_queue(const value_type* first, const value_type* last)
: c(first, last) { make_heap(c.begin(), c.end(), comp); }
#endif /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */
// STL priority_queue标准接口
bool empty() const { return c.empty(); }
size_type size() const { return c.size(); }
// 返回优先级最高的元素
const_reference top() const { return c.front(); }
// 插入元素, 并调整heap
void push(const value_type& x)
{
__STL_TRY {
c.push_back(x);
// 详细分析见
push_heap(c.begin(), c.end(), comp);
}
__STL_UNWIND(c.clear());
}
// 弹出优先级最高的元素
void pop() {
__STL_TRY {
// 详细分析见
pop_heap(c.begin(), c.end(), comp);
c.pop_back();
}
__STL_UNWIND(c.clear());
}
};
// 不提供比较操作
__STL_END_NAMESPACE
#endif /* __SGI_STL_INTERNAL_QUEUE_H */
// Local Variables:
// mode:C++
// End:
/* 6个常用函数
front()、back()、push()、pop()、empty()、size()
*/
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
int n, m, size;
queue q;//定义队列q
q.push(1);
q.push(2);//将1 、2压入队列
while (!q.empty())//判断队列是否为空
{
n = q.front();//返回队列头部数据
m = q.back();//返回队列尾部数据
size = q.size();//返回队列里的数据个数
q.pop();//队列头部数据出队
printf("%d %d %d\n", n, m, size);
}
return 0;
} 下面是一个多线程操作stl中的queue：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
using namespace boost;
boost::recursive_mutex io_mutex;
boost::condition_variable_any cond;
std::queue iq;
class printer
{
public:
printer(boost::asio::io_service& io,int n)
: strand_(io),
timer1_(io, boost::posix_time::seconds(1)),
timer2_(io, boost::posix_time::seconds(1)),
count_(n)
{
timer2_.async_wait(boost::bind(&printer::enqueue, this));
timer1_.async_wait(boost::bind(&printer::dequeue, this));
}
~printer()
{
boost::recursive_mutex::scoped_lock lock(io_mutex);
std::cout << "Final count is " << count_ << "\n";
}
void dequeue()
{
boost::recursive_mutex::scoped_lock lock(io_mutex);
while(iq.empty())
{
cond.wait(lock);
}
int pop =0;
if (!iq.empty())
{
pop = iq.front();
iq.pop();
cout<<"------------pop "<