【資料結構】佇列(Queue)介紹與使用

系統	客戶	服務者
接待櫃台	一般人員	接待人員
購票櫃台(高鐵、台鐵、戲院…)	購票者	售票服務人員
醫院	病患	護理師
機場	飛機	飛機跑道
道路網	汽車	交通號誌燈
超市、攤販	購買者	結帳櫃台
電腦	工作	CPU, disk, printer

Queue的種類

• Multiple queues, multiple servers,台鐵售票、量販店/統聯結帳櫃台
• Single queue, multiple servers，高鐵售票、
• Single queue, single server, 小型商店、攤販…
• Priority queues

C# Queue類別

C# System.Collection 命名空間裏提供了一個Queue類別，實現在佇列先進行出的概念(FIFO，First In First Out)，和堆疊Stack 的操作(後進先出)完全不一樣。Queue類別也是一個有序集合物件。

Queue集合類別允許多個null/空值，且允許重複的值，提供Enqueue() 方法來加入值到Queue集合物件中，Dequeue() 方法從Queue集合物件中取出資料。

 

 

方法 或 屬性	用途
Count	傳回Queue集合物件中的元素數量
Enqueue	加入一個項目到queue中
Dequeue	從queue的前端取出一個項目並刪除該項目
Peek	從queue的前端取出一個項目(不刪除該項目)
Contains	檢查queue是否包含某一個特定項目
Clear	清除queue所有的項目
TrimToSize	調整queue的大小到實際儲存項目的大小

加入項目到 Queue中:

Queue 是一個非泛型的集合(non-generic collection)，你可以使用Enqueue()方法加入任何資料形態的元素到queue中。
Enqueue() 簽名: void Enqueue(object obj)

Enqueue()範例

Queue queue = new Queue();
queue.Enqueue(3);
queue.Enqueue(2);
queue.Enqueue(1);
queue.Enqueue(“Four”);

存取Queue:

Dequeue() 方法從queue的前端取出一個項目並刪除該項目。
Dequeue() method signature: object Dequeue()

Dequeue()範例

Queue queue = new Queue();
queue.Enqueue(3);
queue.Enqueue(2);
queue.Enqueue(1);
queue.Enqueue(“Four”);
Console.WriteLine(“Queue中的元素數量: {0}”, queue.Count);
while (queue.Count > 0) Console.WriteLine(queue.Dequeue());
Console.WriteLine(“Queue中的元素數量: {0}”, queue.Count);

輸出：
Queue中的元素數量: 4
3
2
1
Four
Queue中的元素數量: 0

Peek():

從queue的前端取出一個項目(不刪除該項目)，在一個空的queue喚用Peek() 和 Dequeue() 方法會導至一個執行時期的例外， “InvalidOperationException”.
Peek() 方法 Signature: object Peek();

Peek()範例：

Queue queue = new Queue();
queue.Enqueue(3);
queue.Enqueue(2);
queue.Enqueue(1);
queue.Enqueue(“Four”);
Console.WriteLine(“Queue中的元素數量: {0}”, queue.Count);
Console.WriteLine(queue.Peek());
Console.WriteLine(queue.Peek());
Console.WriteLine(queue.Peek());
Console.WriteLine(“Queue中的元素數量: {0}”, queue.Count);

輸出：
Queue中的元素數量: 4
3
3
3
Queue中的元素數量: 4

 

如果你想走訪queue中的每一個元素，又不想刪去其中的元素，可以將queue轉換為一個陣列：

走訪Queue範例：

Queue queue = new
Queue();
queue.Enqueue(3);
queue.Enqueue(2);
queue.Enqueue(1);
queue.Enqueue(“Four”);
Console.WriteLine(“Queue中的元素數量: {0}”, queue.Count);
foreach (var i in queue.ToArray())
Console.WriteLine(i);
Console.WriteLine(“Queue中的元素數量: {0}”, queue.Count);

輸出：

Queue中的元素數量: 4
3
2
1
Four
Queue中的元素數量: 4

• Contains方法

Contains()方法檢查queue是否包含某一個特定項目，有的話方法回傳true，沒有的話回傳false。
Contains() Signature: bool Contains(object obj);

Contains範例

Queue queue = new
Queue();
queue.Enqueue(3);
queue.Enqueue(2);
queue.Enqueue(1);
queue.Enqueue(“Four”);
queue.Contains(2); // true
queue.Contains(100); //false

• Clear()方法：

Clear()方法清除queue所有的項目。
Clear() Signature: void Clear();

Clear()範例：

Queue queue = new
Queue();
queue.Enqueue(3);
queue.Enqueue(2);
queue.Enqueue(1);
queue.Enqueue(“Four”);
Console.WriteLine(“Queue中的元素數量: {0}”, queue.Count);
queue.Clear();
Console.WriteLine(“Queue中的元素數量: {0}”, queue.Count);

輸出：
Queue中的元素數量: 4
Queue中的元素數量: 0

使用Queue類別的佇列建立操作示範：

using System;
using System.Collections;
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        //建立一個看診佇列
        Queue myQ = new Queue();
        myQ.Enqueue("張三");//新增人員到看診佇列，也就是加入排隊…
        myQ.Enqueue("李四");
        myQ.Enqueue("王五");
        myQ.Enqueue("馬六");

        // 列印看診佇列的數量和值
        Console.WriteLine("候診的人數:    {0}", myQ.Count);

        // 列印看診佇列中的所有值
        Console.Write("目前候診的名單：");
        PrintValues(myQ);

        // 列印佇列中的第一個元素，並移除
        Console.WriteLine("進入診間的人：\t{0}", myQ.Dequeue());

        // 加入看診佇列
        Console.WriteLine("蘇小小加入等待看診排隊…");

        myQ.Enqueue("蘇小小");

        // 列印看診佇列中的所有值
        Console.Write("目前候診的名單：");
        PrintValues(myQ);

        // 列印看診佇列中的第一個元素，並移除
        Console.WriteLine("進入診間的人：\t{0}", myQ.Dequeue());

        // 列印看診佇列中的所有值
        Console.Write("目前候診的名單：");
        PrintValues(myQ);

        // 列印看診佇列中的第一個元素
        Console.WriteLine("下一個要進入診間的人(查詢)：   \t{0}", myQ.Peek());

        // 列印看診佇列中的所有值
        Console.Write("目前候診的名單：");
        PrintValues(myQ);

        Console.ReadLine();

    }

    public static void PrintValues(IEnumerable myCollection)
    {
        foreach (Object obj in myCollection)
            Console.Write("    {0}", obj);
        Console.WriteLine();
    }
}

/* 程式的輸出
候診的人數:    4
目前候診的名單：    張三    李四    王五    馬六
進入診間的人：  張三
蘇小小加入等待看診排隊…
目前候診的名單：    李四    王五    馬六    蘇小小
進入診間的人：  李四
目前候診的名單：    王五    馬六    蘇小小
下一個要進入診間的人(查詢)：    王五
目前候診的名單：    王五    馬六    蘇小小
*/

 

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