队列（Queue）-- 数组实现（C++ ）

什么是队列？

队列是一种先入先出的数据结构（FIFO），只允许在前端(front)删除，在后端(rear)插入。

那么怎么实现队列呢？

数组实现
变量
前端： front
后端： rear
存储数组： queue
容量： capacity
功能
构造队列：Queue
析构队列：~Queue
入队：enqueue
出队：dequeue
判空：isEmpty
判满：isFull
大小：capacity
查看队首：front

以int为数据，类代码：

class Queue {
public:
Queue(int c = 10);
~Queue();
bool enqueue(int data);
int dequeue();
int front();
bool isEmpty();
bool isFull();
int size();
private:
int *queue_;
int front_;
int rear_;
int capacity_;
};

使用模板类造后：

template <typename T>
class Queue {
public:
Queue(int c = 10);
~Queue();
bool enqueue(T data);
T dequeue();
T front();
bool isEmpty();
bool isFull();
int size();
private:
T *queue_;
int front_;
int rear_;
int capacity_;
};

模板类接口实现：
用数组是现实时常实现为循环队列，以便实现O(1)入队和出队，使空间合理被应用。
空队列： front == rear
满队列： (rear + 1) % size == front （牺牲一个位置）

template <typename T>
Queue<T>::Queue(int c):
capacity_(c),
front_(0),
rear_(0),
queue_(NULL)
{
queue_ = new T [c];
std::cout << "capacity:" << c << std::endl;
}

template <typename T>
Queue<T>::~Queue()
{
if(queue_) {
delete [] queue_;
}
}

template <typename T>
bool Queue<T>::enqueue(T data)
{
if(isFull()) {
return false;
}

queue_[rear_] = data;
rear_ = (rear_ + 1) % capacity_;

return true;
}

template <typename T>
T Queue<T>::dequeue()
{
T data;

if(isEmpty()) {
throw std::out_of_range("Queue::dequeue() - Empty queue");
}

data = queue_[front_];
front_ = (front_ + 1) % capacity_;

return data;
}

template <typename T>
T Queue<T>::front()
{
if(isEmpty()) {
throw std::out_of_range("Queue::front() - Empty queue");
}

return queue_[front_];
}

template <typename T>
bool Queue<T>::isEmpty()
{
return (front_ == rear_);
}

template <typename T>
bool Queue<T>::isFull()
{
return (((rear_+1) % capacity_) == front_);
}

template <typename T>
int Queue<T>::size()
{
return ((rear_ -  front_ + capacity_) % capacity_);
}