以下是《Go語言100個實戰案例》中的?數據結構與算法篇 - 案例24：自定義隊列結構?的完整內容，幫助初學者通過自定義結構體來實現隊列的數據結構。
🎯 案例目標
實現一個自定義的隊列結構，并提供常見的隊列操作：入隊（Enqueue）、出隊（Dequeue）、查看隊列頭元素（Peek）和判斷隊列是否為空（IsEmpty）。
🧩 應用場景
- ? 隊列是一種先進先出的數據結構，廣泛應用于任務調度、資源管理、消息隊列等領域。
- ? 學習通過 Go 的結構體與切片（slice）實現隊列，掌握隊列的基本操作。
🧠 涉及知識點
- ? 使用結構體定義隊列（Queue）
- ? 隊列操作的基本方法（Enqueue、Dequeue、Peek、IsEmpty）
- ? 使用 Go 的切片（slice）動態調整隊列大小
💻 示例代碼：自定義隊列結構
package?mainimport?"fmt"//?定義隊列結構體
type?Queue?struct?{elements?[]interface{}?//?用切片存儲隊列元素
}//?創建一個新的隊列
func?NewQueue()?*Queue?{return?&Queue{}
}//?判斷隊列是否為空
func?(q?*Queue)?IsEmpty()?bool?{return?len(q.elements)?==?0
}//?獲取隊列的大小
func?(q?*Queue)?Size()?int?{return?len(q.elements)
}//?入隊操作
func?(q?*Queue)?Enqueue(item?interface{})?{q.elements?=?append(q.elements,?item)
}//?出隊操作
func?(q?*Queue)?Dequeue()?(interface{},?bool)?{if?q.IsEmpty()?{return?nil,?false?//?隊列為空，返回錯誤}//?獲取隊列頭元素并移除item?:=?q.elements[0]q.elements?=?q.elements[1:]return?item,?true
}//?查看隊列頭元素
func?(q?*Queue)?Peek()?(interface{},?bool)?{if?q.IsEmpty()?{return?nil,?false?//?隊列為空，返回錯誤}return?q.elements[0],?true
}func?main()?{queue?:=?NewQueue()?//?創建一個隊列//?測試入隊操作queue.Enqueue(10)queue.Enqueue(20)queue.Enqueue(30)fmt.Println("隊列的大小:",?queue.Size())?//?輸出隊列的大小//?查看隊列頭元素front,?_?:=?queue.Peek()fmt.Println("隊列頭元素:",?front)//?測試出隊操作item,?_?:=?queue.Dequeue()fmt.Println("出隊的元素:",?item)fmt.Println("出隊后的隊列大小:",?queue.Size())//?再次查看隊列頭元素front,?_?=?queue.Peek()fmt.Println("新的隊列頭元素:",?front)//?出隊直到隊列為空for?!queue.IsEmpty()?{item,?_?=?queue.Dequeue()fmt.Println("出隊的元素:",?item)}
}🛠 技術說明
| 功能 | 使用方法 |
| 定義隊列結構體 | type Queue struct { elements []interface{} } |
| 隊列操作方法 | Enqueue、Dequeue、Peek、IsEmpty |
| 切片操作 | append、切片截取?q.elements[1:] |
| 空值檢查 | IsEmpty?判斷隊列是否為空 |
| 多種數據類型存儲 | 使用?interface{}?存儲任何類型的數據 |
📤 示例運行
隊列的大小:?3
隊列頭元素:?10
出隊的元素:?10
出隊后的隊列大小:?2
新的隊列頭元素:?20
出隊的元素:?20
出隊的元素:?30🧪 拓展練習
- ??隊列的擴展：實現一個支持隊列最大長度的功能，當隊列達到最大長度時，禁止繼續入隊。
- ??隊列應用：
- ? 用隊列實現寬度優先搜索（BFS）。
- ? 用隊列模擬任務調度系統，處理多個任務的執行順序。
- ??雙端隊列：擴展為雙端隊列（Deque），允許從兩端進行插入和刪除操作。
- ??循環隊列：實現循環隊列，通過修改頭尾指針避免隊列空間的浪費。
? 小結
通過本案例，你實現了一個自定義隊列結構，并掌握了隊列的基本操作。隊列作為一種常見的基礎數據結構，廣泛應用于實際開發中，尤其是在任務調度、消息隊列等場景中。
