用C++使用类模板设计一个循环队列

好的，下面是一个使用类模板实现循环队列的示例代码：

#include <iostream>
using namespace std;

template <typename T>
class Queue {
private:
    T *data; // 存储数据的数组
    int head; // 队头指针
    int tail; // 队尾指针
    int size; // 队列大小
public:
    Queue(int s = 10) : data(new T[s]), head(0), tail(0), size(s) {}
    ~Queue() { delete[] data; }
    bool empty() const { return head == tail; } // 判断队列是否为空
    bool full() const { return (tail + 1) % size == head; } // 判断队列是否已满
    void clear() { head = tail = 0; } // 清空队列
    int length() const { return (tail - head + size) % size; } // 返回队列长度
    bool enqueue(const T &value) { // 入队操作
        if (full()) {
            cout << "队列已满，无法入队！" << endl;
            return false;
        }
        data[tail] = value;
        tail = (tail + 1) % size;
        return true;
    }
    bool dequeue(T &value) { // 出队操作
        if (empty()) {
            cout << "队列为空，无法出队！" << endl;
            return false;
        }
        value = data[head];
        head = (head + 1) % size;
        return true;
    }
    void print() const { // 输出队列中的所有元素
        if (empty()) {
            cout << "队列为空！" << endl;
            return;
        }
        int i = head;
        while (i != tail) {
            cout << data[i] << " ";
            i = (i + 1) % size;
        }
        cout << endl;
    }
};

int main() {
    Queue<int> q(5); // 创建一个能存储5个int类型元素的队列
    q.enqueue(1);
    q.enqueue(2);
    q.enqueue(3);
    q.print(); // 输出：1 2 3
    int value;
    q.dequeue(value);
    cout << "出队元素：" << value << endl; // 输出：出队元素：1
    q.enqueue(4);
    q.enqueue(5);
    q.print(); // 输出：2 3 4 5
    q.enqueue(6); // 输出：队列已满，无法入队！
    q.clear();
    q.print(); // 输出：队列为空！
    return 0;
}

在上面的示例代码中，我们使用了模板类 `Queue` 来表示一个循环队列。它的私有成员包括：

- `data`：一个指向存储队列元素的数组的指针；
- `head`：一个指向队头元素的指针；
- `tail`：一个指向队尾元素的指针；
- `size`：队列的大小。

其中，`head` 指向队头元素，`tail` 指向队尾元素的下一个位置。为了方便计算队列长度，我们使用了取模运算。

`Queue` 类提供了以下公有成员函数：

- `Queue(int s = 10)`：构造函数，创建一个大小为 `s` 的循环队列。如果不传入参数，则默认创建一个大小为10的队列；
- `~Queue()`：析构函数，释放存储队列元素的数组占用的内存；
- `bool empty() const`：判断队列是否为空，如果队头指针等于队尾指针，说明队列为空；
- `bool full() const`：判断队列是否已满，如果队尾指针的下一个位置等于队头指针，说明队列已满；
- `void clear()`：清空队列，将队头指针和队尾指针都置为0；
- `int length() const`：返回队列中元素的个数；
- `bool enqueue(const T &value)`：将元素 `value` 入队。如果队列已满，则入队失败；
- `bool dequeue(T &value)`：将队头元素出队，并将其保存到 `value` 中。如果队列为空，则出队失败；
- `void print() const`：输出队列中的所有元素。

在 `main` 函数中，我们通过调用 `enqueue` 和 `dequeue` 函数来操作队列，并使用 `print` 函数输出队列中的元素。