C#のQueue入門：先入れ先出しデータ構造の基本と活用法

2024年8月28日

C#プログラミングにおいて、データの順序管理は多くの場面で重要です。今回は、「最初に入れたデータを最初に取り出す」という原則で動作する「Queue<T>」について詳しく解説します。Queue<T>は、待ち行列やタスク管理など、様々な実用的なシナリオで活用できる便利なデータ構造です。

自己紹介

私は新卒でFAシステムの開発会社に入社した２年目エンジニアです。（2024年時点）

私はC#とVBを学習中なのでブログを見返す用のメモ代わりに活用しています。私の知識を共有し、皆様の学習のサポートとなれば幸いです。

Queue<T>とは

Queue<T>は、C#のSystem.Collections.Generic名前空間に含まれる、先入れ先出し（FIFO: First-In-First-Out）の原則に基づいたコレクションクラスです。主な特徴は以下の通りです：

順序保持：要素が追加された順序を維持します。
効率的な追加と削除：先頭と末尾での操作が高速です。
型安全性：ジェネリッククラスのため、特定の型のみを扱えます。

実際にQueue<T>を使用するコード例を見てみましょう：

using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // Queue<T>の作成
        Queue<string> taskQueue = new Queue<string>();

        // 要素の追加（エンキュー）
        taskQueue.Enqueue("タスク1");
        taskQueue.Enqueue("タスク2");
        taskQueue.Enqueue("タスク3");

        Console.WriteLine("キューの内容:");
        foreach (var task in taskQueue)
        {
            Console.WriteLine(task);
        }

        // 要素数の表示
        Console.WriteLine($"キュー内のタスク数: {taskQueue.Count}");

        // 先頭要素の参照（削除せずに取得）
        if (taskQueue.TryPeek(out string nextTask))
        {
            Console.WriteLine($"次のタスク: {nextTask}");
        }

        // 要素の取り出し（デキュー）
        string processedTask = taskQueue.Dequeue();
        Console.WriteLine($"処理されたタスク: {processedTask}");

        // 残りのタスクを表示
        Console.WriteLine("\n残りのタスク:");
        while (taskQueue.Count > 0)
        {
            Console.WriteLine(taskQueue.Dequeue());
        }

        // キューが空かどうかの確認
        Console.WriteLine($"キューは空です: {taskQueue.Count == 0}");
    }
}

このコードでは、Queue<T>の基本的な操作を示しています：