Очередь Queue

Класс Queue<T> представляет обычную очередь, которая работает по алгоритму FIFO ("первый вошел - первый вышел").

Создание очереди

Для создания очереди можно использовать один из трех ее конструкторов. Прежде всего можно создать пустую очередь:

Queue<string> people = new Queue<string>();

При создании пустой очереди можно указать емкость очереди:

Queue<string> people = new Queue<string>(16);

Также можно инициализировать очередь элементами из другой коллекции или массивом:

var employees = new List<string> { "Tom", "Sam", "Bob" };
Queue<string> people = new Queue<string>(employees);
foreach (var person in people) Console.WriteLine(person);

Console.WriteLine(people.Count); // 3

Для перебора очереди можно использовать стандартный цикл foreach.

Для получения количества элементов в очереди в классе определено свойство Count.

Методы Queue

У класса Queue<T> можно отметить следующие методы:

• void Clear(): очищает очередь

• bool Contains(T item): возвращает true, если элемент item имеется в очереди

• T Dequeue(): извлекает и возвращает первый элемент очереди

• void Enqueue(T item): добавляет элемент в конец очереди

• T Peek(): просто возвращает первый элемент из начала очереди без его удаления

Посмотрим применение очереди на практике:

var people = new Queue<string>();

// добавляем элементы
people.Enqueue("Tom");  // people = { Tom }
people.Enqueue("Bob");  // people = { Tom, Bob }
people.Enqueue("Sam");  // people = { Tom, Bob, Sam }

// получаем элемент из самого начала очереди 
var firstPerson = people.Peek();
Console.WriteLine(firstPerson); // Tom

// удаляем элементы
var person1 = people.Dequeue();  // people = { Bob, Sam  }
Console.WriteLine(person1); // Tom
var person2 = people.Dequeue();  // people = { Sam  }
Console.WriteLine(person2); // Bob
var person3 = people.Dequeue();  // people = {  }
Console.WriteLine(person3); // Sam

Стоит отметить, что если с помощью методов Peek или Dequeue мы попытаемся получить первый элемент очереди, которая пуста, то программа выдаст исключение. Соответственно перед получением элемента мы можем проверять количество элементов в очереди:

if(people.Count > 0)
{
    var person = people.Peek();
    people.Dequeue();
}

Либо можно использовать пару методов:

• bool TryDequeue(out T result): передает в переменную result первый элемент очереди с его удалением из очереди, возвращает true, если очередь не пуста и элемент успешно получен.

• bool TryPeek(out T result): передает в переменную result первый элемент очереди без его извлечения из очереди, возвращает true, если очередь не пуста и элемент успешно получен.

Применение методов:

var people = new Queue<string>();

// добавляем элементы
people.Enqueue("Tom");  // people = { Tom }

// удаляем элементы
var success1 = people.TryDequeue(out var person1);  // success1 = true
if (success1) Console.WriteLine(person1); // Tom

var success2 = people.TryPeek(out var person2);  // success2 = false
if (success2) Console.WriteLine(person2); 

Очереди - довольно часто встречаемая стуктура в реальной жизни. Например, очередь пациентов на прием к врачу. Реализуем данную ситуацию:

var patients = new Queue<Person>();
patients.Enqueue(new Person("Tom"));
patients.Enqueue(new Person("Bob"));
patients.Enqueue(new Person("Sam"));

var practitioner = new Doctor();
practitioner.TakePatients(patients);

class Person
{
    public string Name { get; }
    public Person(string name) => Name = name;
}

class Doctor
{
    public void TakePatients(Queue<Person> patients)
    {
        while(patients.Count > 0)
        {
            var patient = patients.Dequeue();
            Console.WriteLine($"Осмотр пациента {patient.Name}");
        }
        Console.WriteLine("Доктор закончил осматривать пациентов");
    }
}

Здесь класс врача - класс Doctor в методе TakePatients принимает очередь пациентов в виде объектов Person. И пока в очереди есть объекты извлекает по одному объекту. Консольный вывод:

Осмотр пациента Tom
Осмотр пациента Bob
Осмотр пациента Sam
Доктор закончил осматривать пациентов