前言

嗨，大家好！

今天我們來聊聊 C# 里的隊列。

想象一下，你正在排隊買咖啡，每個人按順序排隊，最前面的人先點單，然后依次進行，這就像我們今天要聊的主題——隊列。

隊列是一種非常實用的線性數據結構，遵循先進先出（FIFO，First-In-First-Out, FIFO）原則，這意味著最早進入隊列的元素會最先被移除，這種特性使得隊列廣泛應用于各種編程領域，特別是在需要保證任務或信息按特定順序處理時，隊列簡直就是神器般的存在。

如果你也想掌握這個強大的工具，那就跟著我一起踏上這段有趣的旅程吧！我們會從基礎開始，一步步揭開隊列的神秘面紗，最后還會動手實現一個 Step By Step 小例子。

準備好了嗎？出發！

創建

在 C# 中，創建隊列需要通過System.Collections.Generic.Queue<T> 類實現，它是一個泛型集合類，允許存儲任意類型的對象。

例如，如果你想創建一個整數隊列，就可以這樣寫：

var numberQueue = new Queue<int>();

在多線程環境中，可以使用ConcurrentQueue 類來確保線程安全。

基礎用法

隊列的基本操作主要有以下這些：

入隊（Enqueue） ：將元素添加到隊列的尾部。
出隊（Dequeue） ：返回隊列的隊首元素并同時將它從隊列中移除，就像你排隊買到了電影票并離開一樣。
查看隊首元素（Peek）：查看隊列頭部的元素，但不移除。
獲取隊列大小（Count）：獲取隊列中元素的數量，可以利用它判斷隊列是否為空。
清空隊列（Clear）：清空隊列中的所有元素。

這些操作都非常直觀，幾乎不需要額外解釋就能明白其含義。

優點

從上面的介紹中，我們可以知道，隊列有這些優點：

簡單易用：隊列的 API 簡潔明了，易于理解和使用。
高效性能：隊列的操作時間復雜度通常為O(1)，空間復雜度為O(n)，適合處理大量數據，特別是對于頻繁插入和刪除操作。
保證順序：始終保持插入順序，避免了并發環境中可能出現的亂序問題

Step By Step 例子

現在，讓我們通過一個詳細具體的例子來感受一下隊列的魅力吧！

1. 創建一個 .NET Core Console 項目

首先，在 VS IDE 中創建一個新的控制臺應用程序項目，命名為QueueSample

2. 在 Program.cs 文件編寫使用隊列的代碼，留意代碼注釋

// 創建一個字符串隊列
Queue<string> queue = new Queue<string>();

// 入隊操作
Console.WriteLine("添加 3 個打印任務到隊列......");
queue.Enqueue("打印任務 1");
queue.Enqueue("打印任務 2");
queue.Enqueue("打印任務 3");

Console.WriteLine("查看當前隊列: ");
foreach (string item in queue)
{
    Console.WriteLine($"隊列：{item}");
}
Console.WriteLine();

// 查看隊首元素但不移除
Console.WriteLine("查看當前隊首元素: " + queue.Peek());
Console.WriteLine();

// 依次處理前兩個打印任務
Console.WriteLine($"處理第1個打印任務: {queue.Dequeue()}");
Console.WriteLine($"處理第2個打印任務: {queue.Dequeue()}");
Console.WriteLine();

Console.WriteLine("重新查看當前隊列: ");
foreach (string item in queue)
{
    Console.WriteLine($"隊列：{item}");
}
Console.WriteLine();

// 清空隊列
Console.WriteLine("清空隊列");
queue.Clear();
Console.WriteLine($"隊列是否為空: {queue.Count == 0}");