c# Queue 隊列的基本使用

C# 中的 Queue 是一種基於鏈表的先進先出 (FIFO) 數據結構。以下是一個簡單的 Queue 實例：

/// <summary>
        /// 普通隊列
        /// </summary>
        public void QueueShow() 
        {
            // 創建一個Queue
            Queue<string> queue = new Queue<string>();

            // 添加元素到隊列中
            queue.Enqueue("Apple");
            queue.Enqueue("Banana");
            queue.Enqueue("Orange");

            // 獲取隊列中的元素數量
            int count = queue.Count;
            Console.WriteLine("隊列中的元素數量: " + count);

            // 檢查隊列是否為空
            bool isEmpty = queue.Count == 0;
            Console.WriteLine("隊列是否為空: " + isEmpty);

            // 訪問隊列中的第一個元素（不移除）
            string firstElement = queue.Peek();
            Console.WriteLine("隊列中的第一個元素: " + firstElement);

            // 移除並返回隊列中的第一個元素
            string removedElement = queue.Dequeue();
            Console.WriteLine("被移除的元素: " + removedElement);

            // 遍歷隊列中的所有元素
            Console.WriteLine("剩餘的元素:");
            foreach (var element in queue)
            {
                Console.WriteLine(element);
            }
        }

　　這個示例展示瞭如何使用C#中的Queue類。首先，我們創建了一個空的Queue對象。然後，使用Enqueue方法將元素添加到隊列中。可以使用Count屬性獲取隊列中的元素數量，並使用Peek方法訪問隊列中的第一個元素（但不移除）。使用Dequeue方法可以移除並返回隊列中的第一個元素。最後，可以使用foreach迴圈遍歷隊列中的所有元素。

ConcurrentQueue<T> 是 .NET 中一個非常有用的類，它用於在多線程環境中安全地處理隊列。下麵是一個 ConcurrentQueue<T> 的基本示例：

/// <summary>
        /// 線程安全隊列
        /// </summary>
        public void ConcurrentQueueShow() 
        {
            // 創建一個ConcurrentQueue
            ConcurrentQueue<string> queue = new ConcurrentQueue<string>();

            // 添加元素到隊列中
            queue.Enqueue("Apple");
            queue.Enqueue("Banana");
            queue.Enqueue("Orange");

            // 獲取隊列中的元素數量
            int count = queue.Count;
            Console.WriteLine("隊列中的元素數量: " + count);

            // 檢查隊列是否為空
            bool isEmpty = queue.IsEmpty;
            Console.WriteLine("隊列是否為空: " + isEmpty);

            // 嘗試訪問隊列中的第一個元素（不移除）
            string firstElement;
            bool peekResult = queue.TryPeek(out firstElement);
            if (peekResult)
            {
                Console.WriteLine("隊列中的第一個元素: " + firstElement);
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("隊列為空，無法訪問第一個元素。");
            }

            // 嘗試移除並返回隊列中的第一個元素
            string removedElement;
            bool dequeueResult = queue.TryDequeue(out removedElement);
            if (dequeueResult)
            {
                Console.WriteLine("被移除的元素: " + removedElement);
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("隊列為空，無法移除元素。");
            }

            // 遍歷隊列中的所有元素
            Console.WriteLine("剩餘的元素:");
            foreach (var element in queue)
            {
                Console.WriteLine(element);
            }
        }

　　這個示例展示瞭如何使用C#中的ConcurrentQueue類。ConcurrentQueue是線程安全的隊列，可以在多線程環境中進行併發訪問。與普通的Queue類不同，ConcurrentQueue類沒有Count屬性，而是提供了IsEmpty屬性來檢查隊列是否為空。ConcurrentQueue還提供了TryPeek和TryDequeue方法，用於嘗試訪問和移除隊列中的元素，如果操作成功，則返回true，並將結果存儲在輸出參數中；如果隊列為空，則返回false。可以使用foreach迴圈遍歷ConcurrentQueue中的所有元素。請註意，在多線程環境中使用ConcurrentQueue時要小心處理競態條件和線程安全性。

解決如果多個線程同時操作一個隊列推薦使用安全隊列，因為有可能引起添加隊列前數據都是正常的，當出隊時數據是null的情況。

/// <summary>
        /// 線程安全隊列
        /// 如果多個線程同時操作一個隊列推薦使用安全隊列，因為有可能引起添加隊列前數據都是正常的，當出隊時數據是null的情況。
        /// </summary>
        public void ConcurrentQueueShow2() 
        {
            // 創建一個 ConcurrentQueue 實例
            ConcurrentQueue<int> queue = new ConcurrentQueue<int>();

            // 啟動一個任務來向隊列中添加元素
            Task.Run(() =>
            {
                for (int i = 0; i < 1000; i++)
                {
                    queue.Enqueue(i);
                    Task.Delay(10).Wait();  // 延遲10ms以模擬實際操作
                }
            });

            // 啟動另一個任務來從隊列中取出元素
            Task.Run(() =>
            {
                while (true)
                {
                    int dequeue;
                    if (queue.TryDequeue(out dequeue))
                    {
                        Console.WriteLine("Dequeued: " + dequeue);
                    }
                    Task.Delay(10).Wait();  // 延遲10ms以模擬實際操作
                }
            });

            // 主線程等待任務完成
            Console.ReadKey();
        }

　　在這個示例中，我們創建了一個 ConcurrentQueue<int> 對象並啟動了兩個任務。一個任務向隊列中添加元素，另一個任務從隊列中取出元素。由於 ConcurrentQueue<T> 是線程安全的，所以這些操作可以在不同的線程上同時進行，而不需要擔心競爭條件。