C++用类实现带头指针和尾指针的队列模板

好的，以下是C++类实现带头指针和尾指针的队列模板的示例代码：

template <typename T>
class Queue {
private:
    struct Node {
        T data;
        Node* next;
        Node(const T& d, Node* n = nullptr) : data(d), next(n) {}
        Node() : next(nullptr) {}
    };
    
    Node* head; // 头指针
    Node* tail; // 尾指针
    
public:
    Queue() : head(nullptr), tail(nullptr) {}
    ~Queue() {
        while (head) {
            Node* temp = head;
            head = head->next;
            delete temp;
        }
        tail = nullptr;
    }
    
    bool empty() const {
        return head == nullptr;
    }
    
    void push(const T& val) {
        Node* newNode = new Node(val);
        if (empty()) {
            head = tail = newNode;
        } else {
            tail->next = newNode;
            tail = newNode;
        }
    }
    
    void pop() {
        if (empty()) {
            throw std::out_of_range("Queue is empty");
        }
        Node* temp = head;
        head = head->next;
        if (!head) {
            tail = nullptr;
        }
        delete temp;
    }
    
    T& front() {
        if (empty()) {
            throw std::out_of_range("Queue is empty");
        }
        return head->data;
    }
    
    const T& front() const {
        if (empty()) {
            throw std::out_of_range("Queue is empty");
        }
        return head->data;
    }
    
    T& back() {
        if (empty()) {
            throw std::out_of_range("Queue is empty");
        }
        return tail->data;
    }
    
    const T& back() const {
        if (empty()) {
            throw std::out_of_range("Queue is empty");
        }
        return tail->data;
    }
};

在这个实现中，我们使用了一个 `Node` 结构体来表示队列中的每个节点，其中包括节点的数据 `data` 和指向下一个节点的指针 `next`。在 `Queue` 类中，我们使用头指针 `head` 和尾指针 `tail` 来表示队列的头部和尾部。当队列为空时，`head` 和 `tail` 都指向 `nullptr`。

在 `push` 操作中，我们创建一个新的节点并将其添加到队列的末尾。如果队列为空，则将 `head` 和 `tail` 都设置为新节点。否则，我们将当前尾节点的 `next` 指针指向新节点，并将 `tail` 指向新节点。

在 `pop` 操作中，我们删除队列的头部节点，并将 `head` 指针指向下一个节点。如果队列为空，则抛出一个 `std::out_of_range` 异常。

在 `front` 和 `back` 操作中，我们分别返回队列的头部和尾部节点的数据。如果队列为空，则抛出一个 `std::out_of_range` 异常。

注意，这个实现中没有使用模板继承或模板特化，因此可以在单个头文件中定义整个类。