【程序员代码面试指南 编程笔记】猫狗队列（C++解法）

题目

原题目使用Java作为示范，本文章提供C++解法。

猫狗两个类的定义如下

public class Pet {      private String type;      public Pet(String type){          this.type = type;      }      public String getPetType(){          return this.type;      }  }  public class Dog extends Pet {        public Dog() {          super("dog");      }    }  public class Cat extends Pet {        public Cat(String type) {          super("cat");        }    }  

实现一种猫狗队列的结构，要求如下：

1. 用户可以调用add方法将cat类或者dog类的实例放入队列中；
2. 用户可以调用pollAll方法，将队列中所有的实例按照队列的先后顺序依次弹出；
3. 用户可以调用pollDog方法，将队列中dog类的实例按照队列的先后顺序依次弹出；
4. 用户可以调用pollCat方法，将队列中cat类的实例按照队列的先后顺序依次弹出；
5. 用户可以调用isEmpty方法，检查队列中是否还有dog和cat的实例；
6. 用户可以调用isDogEmpty方法，检查队列中是否还有do的实例；
7. 用户可以调用isCatEmpty方法，检查队列中是否还有cat的实例。

附上原题目的C++代码

class Pet {string type;public:Pet(string type) {this->type = type;}string getPetType() {return this->type;}};class Dog :public Pet {public:Dog():Pet("Dog") {}};class Cat :public Pet {public:Cat() : Pet("Cat") {}};

我的分析

这道题考察队列的基本操作，要求构造一种队列同时记录两种数据类型。但在本列中猫狗类拥有共同基类Pet。

基本方法是写一个带有时间戳的类型PetCount，使其含有一个用于记录先后顺序的计数器count，每次入队的时候根据类型进入对应的队列，并赋予独一无二的时间戳。出队的时候根据要求比较先后时间即可。

现定义PetCount类如下：

class PetCount {Pet* pet;int count;public:PetCount(Pet* pet, int cnt){this->pet = pet;this->count = cnt;}Pet* getPet() {return pet;}int getCount() {return this->count;}string getPetType() {return pet->getPetType();}};

这里使用指针的原因是，C++中父类即使用来保存子类，也不能再次转换成子类，因为数据会被截断。只有使用指针才能实现类的转换。另一种更方便的方式是定义两种Count类，分别存储猫狗两种类。

之后题目所需类的实现如下所示：

class DogCatQueue {queue<PetCount>catq;queue<PetCount>dogq;int count;public:DogCatQueue():count(0) {}void add(Dog &d) {dogq.push(PetCount(&d,count++));}void add(Cat &c) {catq.push(PetCount(&c, count++));}bool empty(){return dogq.empty() && catq.empty();}bool DogEmpty() { return dogq.empty(); }bool CatEmpty() { return catq.empty(); }Cat *pollCat(){Cat* r= static_cast<Cat*>(catq.front().getPet());catq.pop();return r;}Dog *pollDog() {Dog*r= static_cast<Dog*>(dogq.front().getPet());dogq.pop();return r;}Pet* pollAll() {if (empty())return nullptr;else if (DogEmpty())return pollCat();else if (CatEmpty())return pollDog();return (dogq.front().getCount() > catq.front().getCount()) ? (Pet*)pollDog(): (Pet*)pollCat();}};

这里有一个问题需要考虑，java版本不涉及指针，都是引用在传递。而C++里的指针会引发内存管理的问题。在本题中，所有内存均由交付之前的代码负责释放，队列只负责保存一个引用地址。

另外需要注意本代码使用了stl的queue模板。由于安全性和异常处理的考虑，stl模板的pop()均不返回值。