简单和多线程队列类

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引言

本文描述了一个 C++ 队列类（简单和多线程安全版本）。队列是一种数据结构，它是一个先进先出 (FIFO) 列表。这意味着您可以推送元素，也可以“拉取”元素，并且每次拉取元素时，您都会拉取第一个推送的元素（先进先出）。队列非常适合缓冲数据或调度事件。队列的一个特征是它没有特定的容量。无论已经包含多少元素，都可以始终添加一个新元素。它也可以为空，此时删除元素将是不可能的，直到再次添加一个新元素为止。

类接口

由于队列类通常在多任务环境中使用的，我提供了简单和多线程安全的类的代码。

template <class Type>  class Queue 
{
public:
    Queue();
    ~Queue();

    BOOL Push(const Type & item);
    Type Pop();
    BOOL IsEmpty();
    void Reset();
};
            

template <class Type>  class SafeQueue 
{
public:
    Queue();
    ~Queue();

    BOOL Push(const Type & item);
    Type Pop();
    BOOL IsEmpty();
    void Reset();
};
            

使用代码

这个类有 3 个最重要的函数，它们实际上代表了 FIFO 逻辑。

BOOL Push(const Type & item);
        

Push() 函数将一个新元素添加到队列的开头。

Type Pop();
        

Pop() 函数从队列中检索（弹出）最后一个元素。如果队列中没有元素，它会抛出一个异常。为了避免异常，请使用 IsEmpty()。

BOOL IsEmpty();
        

IsEmpty() 函数检查队列中是否有任何元素。

单线程示例

这是一个简短的示例，说明如何使用 Queue 类。它将 3 个字符串推送到一个列表，然后按添加的顺序逐个打印整个队列的元素。

#include "queue.h"
#include "string"
#include "stdio.h"

using std::string;



int main()
{
    Queue<string> myQueue;
    myQueue.Push("Mr. ");
    myQueue.Push("Bill ");
    myQueue.Push("Gates ");

    while(!myQueue.IsEmpty())
    {
        string s=myQueue.Pop();
        puts(s.c_str());
    }
    return 0;
}

多线程示例

这是一个更有趣的示例，说明如何使用 SafeQueue 类。它有两个任务。第一个任务将 3 个字符串推送到一个列表，第二个任务按添加的顺序逐个打印元素。

#include "safequeue.h"
#include "string"
#include "stdio.h"
#include "process.h"

using std::string;

SafeQueue<string> myQueue;
volatile BOOL done=FALSE;

void testThread(void *param)
{
    myQueue.Push("Mr. ");
    ::Sleep(1000);
    myQueue.Push("Bill ");
    ::Sleep(1000);
    myQueue.Push("Gates ");
    ::Sleep(1000);
    done=TRUE;
    
}

int main()
{
    _beginthread( testThread, 0, NULL );

    while(!done)
    {
        if(!myQueue.IsEmpty())
        {
            string s=myQueue.Pop();
            puts(s.c_str());
        }
    }
    return 0;
}

“安全”队列

SafeQueue 类在内部使用一个临界区。对于每个函数调用，该区都会被锁定。这保证了不会有两个调用者同时推送/弹出数据。