Arduinoのコードでキュー（Queue）を使う

概要

Arduinoのコードを書く際に、処理をキューイングして順番に処理をしていきたい時がありました。Arduinoにはarrayはありますが、FIFO（後述）型のキューはデフォルトでは無いため、外部ライブラリをインクルードする必要があります。

結論

いくつかArduinoでキューイングができるライブラリがありますが、下記ライブラリがおすすめです。

• Arduino-Queue.h

レポジトリをzipダウンロードして、Arduino IDEで「スケッチ→ライブラリをインクルード→.ZIP形式のライブラリをインストール」を選択して先程ダウンロードしたzipファイルを選択してインストールしましょう。

使い方例

よくあるキューと同じような使い方で扱うことができます。

基本的な使い方 

#include "Queue.h"
Queue<int> queue = Queue<int>(); 

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  queue.push(1);
  queue.push(2);
  Serial.println(queue.pop()); // 1
}

void loop() {
}

pushでキューの中に値を入れて、popで取り出します。

peek

peekはキューの中身を取り出すことなく、先頭の値を返却します。

#include "Queue.h"
Queue<int> queue = Queue<int>(); 

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  queue.push(1);
  queue.push(2);
  Serial.println(queue.peek()); // 1
  Serial.println(queue.pop()); // 1
  Serial.println(queue.pop()); // 2
}

void loop() {
}

clear

clearはキューの中身を全て削除します。

#include "Queue.h"
Queue<int> queue = Queue<int>(); 

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  queue.push(1);
  queue.push(2);
  Serial.println(queue.pop()); // 1
  queue.clear();
  Serial.println(queue.pop()); // 0
}

void loop() {
}

キューとスタックの違い

値を出し入れする仕組みの代表的なものとしてキューとスタックが挙げられます。この２つはキューは先に入れたものが先に出てくる（FIFO = First in, first out）スタックは最後に入れたものが先に出てくる（LIFO = Last in, first out）という違いがあるのでこれを意識しながら使っていきましょう。

私は上図のようなイメージで考えています。スタックは物を上に積み上げていくイメージなので、取り出すときは上から（最後に積んだものから）となります。キューは行列に並ぶイメージで、列に加わる時は最後尾について、列から出ていくときは最前列の人（最初に並んだ人）からとなります。