数据结构之基本结构 Stack，Queue

开始复习专业课了，慢慢来。

Stack

栈，这种表的特点是先进后出，课本上很形象的一幅图是叠盘子，先放的盘子是最后被取出来的。

栈中元素的插入和删除都是在栈顶进行的，而表的另一端就是栈底。

主要成员函数：push(const stack_entry &num) 将元素num推入栈中，放在栈顶，栈顶指针加一。

                       pop()  将栈顶元素弹出栈,具体实现是通过将栈顶指针减一。

                       top(stack_entry &num) const 将栈顶元素赋值给num，但并不弹出栈。（这里必须用形参，实参是传不回去的。。。）

                       clear() 将栈清空  

                       empty() const 检测栈是否为空，为const类型，不可随意更改

数据成员； stack_entry  entry[n]  在此通过数组来实现栈; 由于声明的数组类型，所以n必须声明为const变量

                  count  栈中元素个数，利用count-1记录栈顶

在栈的实现中，利用泛型将栈用于许多不同的应用中，给起赋予不同的值类型，同时利用枚举变量作为stack类的方法的返回类型，便于返回错误信息。

Queue

队列，这种表的特点是先进先出（first in first out，即FIFO），就像排队买票一样，排在前面的人永远先买到票。

队列有队头和队尾，先进先出则是利用这两个指针实现的，即在队头进行删除操作，在队尾进行插入操作。

主要成员函数：append(queue_entry &num)将元素num推入队列中，放在队尾，队尾指针加1

                       serve()  将队头元素弹出队，将队头指针减一

                       retrieve(queue_entry &num) const 将队头元素赋值给元素num

                       其他函数与stack类似

数据成员：queue_entry entry[n] 在此同样通过数组来实现队列

                count 队列元素个数，通过count是否为0来判断队列是否为空

                front，rear 队头队尾指针

注：

为了减少队列删除元素的复杂度，通常使用循环队列，即删除一个元素时只改变front指针，不移动其后的所有元素，而当队尾指针或者队头指针等于数组容量时则置零，实现循环队列。

循环队列会引起如何判断队列为空的问题，如果使用front和rear指针的位置判断队列为空，则会发现当队列为空和队列为满时，rear指针都在front指针的前一个位置

（队列为满时rear必然在front前一个位置；当队列只有一个元素时，删除该元素，rear指针不变，front指针加1，则出现了与队列为满时的情况）

所以需要一种判断队列是否为空的方法，除了通过count来判断队列中元素个数的方法之外（个人认为最简单）还有很多方法，例如

1. 在队头和队尾中保留一个空位，在队尾出现在队头前两个位置时则判断队列为满

2. 增加一个布尔变量，当加入一个元素使rear指针正好在front指针前一个位置时用来指示队列为满

3. 将front或rear设置为特定的值来表示队列为空或为满的情况（与第二种方法类似）

 

总的来说，stack和queue除了数据处理的方式上有点区别，实现上是类似的，都是基本的数据结构，面试题中也常有利用queue实现stack，或用stack实现queue的方法。

网上通常有两种方法可以实现：

1. 入队时直接压入栈1即可；出队时则将栈1中的元素逐个导入栈2中，栈2中的栈顶便类似于queue的队头，进行插入操作

2. 入队时判断栈1是否为空，若不为空，证明元素在栈1中，则可以进行入队操作，否则将元素先从栈2移入栈1再进行操作；

   同理，出队时则判断栈2是否为空，若不为空，则可以进行出队操作，否则将元素从栈1移入栈2再进行操作。

第二种方法将第一种方法进行了优化，减少了不必要的移动。总的来说，stack和queue是基础啊~~~