C++基础知识10.栈和队列、互斥锁

天行健

栈和队列

创建方法与前面的容器一样。

栈常用方法

函数	说明
top()	返回栈顶元素引用
push(val)	将 val 入栈
void pop()	元素出站
swap(s1, s2)	交换两个 stack 中的元素（C++11）

队列常用方法

函数	说明
front()	返回 queue 中第一个放入的元素
back()	返回 queue 中最后一个插入的元素

优先队列的接口和普通的队列一样，不过可以多传入一个比较器。

多线程

C++11 标准提供了 thread 类模板用于创建线程，该类模板定义在 thread 标准库中，因此在创建线程时，需要包含 thread 头文件。thread 类模板定义了一个无参构造函数和一个变参构造函数，因此在创建线程对象时，可以为线程传入参数，也可以不传入参数。需要注意的是，thread 类模板不提供拷贝构造函数、赋值运算符重载等函数，因此线程对象之间不可以进行拷贝、赋值等操作。

创建线程

注意：pthread 不是 Linux 下默认的库，在链接的时候无法找到 pthread 库函数的入口地址，在编译的时候需要加上参数 -lpthread，或者修改 VSCode 的配置参数。

{
    "tasks": [
        {
            "type": "cppbuild",
            "label": "C/C++: g++ build active file",
            "command": "/usr/bin/g++",
            "args": [
                "-fdiagnostics-color=always",
                "-g",
                "${file}",
                "-o",
                "${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}",
                "-lpthread"
            ],
            "options": {
                "cwd": "${fileDirname}"
            },
            "problemMatcher": [
                "$gcc"
            ],
            "group": {
                "kind": "build",
                "isDefault": true
            },
            "detail": "Task generated by Debugger."
        }
    ],
    "version": "2.0.0"
}

join 方法

#include <iostream>
#include <thread>
using namespace std;
// g++ createThread.cpp -o a -std=c++11 -lpthread
void func(){
    int count = 100;
    for (size_t i = 0; i < count; i++){
        cout << "子线程" + i << endl;
    }
}

int main(){
    cout << "main 线程" << endl;
    thread t(func);
    t.join();
    cout << "main 线程继续" << endl;
    return 0;
}

detach 方法

主线程和当前线程并发执行 ≈ Java Thread 的 start 方法。

#include <iostream>
#include <thread>
using namespace std;

void func(){
    int count = 100;
    for (size_t i = 0; i < count; i++){
        cout << "子线程" + i << endl;
    }
}

int main(){
    cout << "main 线程" << endl;
    thread t(func);
    t.detach(); // 主线程和当前线程并发执行。
    int count = 100;
    for (size_t i = 0; i < count; i++){
        cout << "main 线程继续" << endl;
    }
    return 0;
}

互斥锁

对共享变量加锁解锁。C++11 标准提供了互斥锁 mutex，用于为共享资源加锁，让多个线程互斥访问共享资源。

mutex 是一个类模板，定义在 mutex 标准库中，使用时要包含 mutex 头文件。mutex 类模板定义了三个常用的成员函数：lock() 函数、unlock() 函数和 try_lock() 函数，用于实现上锁、解锁功能。

函数	说明
lock	加锁，拿不到锁就阻塞
unlock	释放锁
try_lock	尝试获取锁，拿不到锁就返回 false

#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>
using namespace std;

void testLock(){
    mutex locks;
    // 不可重入锁
    locks.lock();
    locks.lock();
    cout << "拿到锁" << endl;
    locks.unlock();
    cout << "释放锁" << endl;
}

int main(){
    thread t(testLock);
    t.join();
    cout << "main" << endl;
}

this_thread命名空间

函数	说明
get_id()	获取当前线程 id
yeild()	放弃当前线程的执行权。操作系统会调度其他线程执行未用完的时间片。<br>当时间片用完之后，当前线程再与其他线程一起竞争 CPU 资源。
sleep_until()	让当前线程休眠到某个时间点
sleep_for()	让当前线程休眠一段时间

AO1199

学习！！