9.3  Queue队列类

Queue，称为队列或环形缓冲区，这是一种采用先进先出结构（FIFO）的数据结构。现实生活中这种结构应用得非常广泛。比如某些公司的货仓管理系统，要求将先生产的货物先出货，后生产的货物后出货。图9.9为这种结构。

图9.9  FIFO结构示例

在图9.9中，货物在一边被接收，在另一边被发出，显示了一个典型的队列结构。

 9.3.1  创建队列

为了创建Queue类的实例，需要调用Queue类的构造函数。System.Collections.Queue类提供了4种重载构造函数，如下面的声明代码所示。

//使用默认的容量，Queue为32个元素，默认等比因子Queue为2来构造Queue新实例

public Queue();

//使用实现了ICollection接口的集合作为默认容量，并使用默认等比因子构造Queue

public Queue(ICollection col);

//使用指定的容量和默认的等比因子构造Queue

public Queue(int capacity);

//使用指定的容量和指定的等比因子构造Queue

public Queue(int capacity, float growFactor);

上面的注释中提到了等比因子，Queue中的等比因子是指：当需要扩大容量时，以当前容量乘以等比因子的值来自动增加容量。比如，当前容量是5，如果希望当容量需要扩大时一次性扩大到10，则设等比因子为2，那么下一次再扩大容量时，再以当前容量10乘以2，则为20。以此类推。下面的代码片断演示了如何构造Queue。

//使用默认构造函数构造Queue

Queue qu = new Queue();

//使用实现了ICollection接口的类实例，此处是数组列表，构造Queue

Queue qu2 = new Queue(new string[5] { "队列元素一", "队列元素二", "队列元素三", "队列元素四", "队列元素五" });

//使用初始容量为20个元素来构造Queue

Queue qu3 = new Queue(20);

//使用初始容量为20个元素，等比因子为2来构造Queue

Queue qu4 = new Queue(20, 2);

 9.3.2  元素入队

通过使用Enqueue方法，将指定的对象值添加到队列的尾部。这个方法的声明如下。

public virtual void Enqueue(object obj);

例如，为了添加一些字符串到队列，可用如下的代码示例：

//使用默认构造函数构造Queue

Queue qu = new Queue();

qu.Enqueue("队列元素一");

qu.Enqueue("队列元素二");

qu.Enqueue(null);

也可以向队列中插入一个null，即空值。

 9.3.3  元素出队

元素出队，即移除队列中开始的元素，按先进先出（FIFO）的规则，从前向后移除元素。Queue类提供了Dequeue方法，这个方法的声明如下。

public virtual object Dequeue();

Dequeue返回一个object类型的对象，表示的是第一个被移除的对象。

static void Main(string[] args)

{

    //定义一个Queue类，并初始化5个元素

    Queue qu = new Queue();

    qu.Enqueue("元素一");

    qu.Enqueue("元素二");

    qu.Enqueue("元素三");

    qu.Enqueue("元素四");

    qu.Enqueue("元素五");

    Console.WriteLine("原始队列如下所示。");

    //在控制台窗口中显示队列内容

    DisplayResult(qu);

    //调用Dequeue移除第一个元素

    qu.Dequeue();

    Console.WriteLine("移除第一个元素后");

    DisplayResult(qu);

    qu.Dequeue();

    Console.WriteLine("移除第二个元素后");

    DisplayResult(qu);

    Console.ReadLine();

}

//在控制台窗口中显示队列内容

static void DisplayResult(Queue qu)

{

    foreach (object s in qu)

    {

        Console.WriteLine(s);

    }

}

程序的运行结果如图9.10所示。

图9.10  入队与出队的示例