栈与队列的实现__ 两个栈实现队列 vs 两个队列实现栈

来源：互联网发布：双学位知乎编辑：程序博客网时间：2024/05/11 19:37

栈与队列的实现

两个栈实现队列 vs 两个队列实现栈

栈(stack)规定元素是先进后出（FILO），队列(queue)是先进先出（FIFO）。

栈的实现（数组）

实现

#include <iostream>#include <algorithm>#include <iterator>using namespace std;const int SIZE=10;class stack{public:      stack(){           top=0;      }      boolIs_empty(){           if(0==top)                 returntrue;           else                 returnfalse;      }      voidPush(int elem){           if(top== SIZE)                 cout<<"stackis full."<<endl;           else{                 top++;                 array[top]=elem;           }         }      intPop(){           if(Is_empty())                 cout<<"stackis empty."<<endl;           else{                 top--;                 returnarray[top+1];           }         }      intTop(){           if(Is_empty())                 cout<<"stackis empty."<<endl;           else{                 returnarray[top];           }         }private:      intarray[SIZE];      inttop;};int main(){      stacks;      s.Push(3);      s.Push(4);      s.Push(1);      s.Push(10);   cout<<s.Pop()<<endl;      cout<<s.Pop()<<endl;      cout<<s.Pop()<<endl;      if(!s.Is_empty())           cout<<"currentTop elem: "<<s.Top()<<endl;      cout<<s.Pop()<<endl;      if(!s.Is_empty())           cout<<"currentTop elem: "<<s.Top()<<endl;   return 0;}

结果

用链表实现栈：

#include <iostream>using namespace std;typedef int dataType;struct node{   //链栈节点      dataTypedata;            //数据域      node*next;               //指针域}; class ls{public:      ls();      ~ls();      voidpush(dataType var); //压栈      voidpop();              //出栈.出栈之前并不判断栈是否已空.需要通过isEmpty()判断      dataTypestackTop();     //取栈顶元素,栈顶无变化.不提前判断栈是否为空      boolisEmpty();          //判空.空返回true,反之返回falseprivate:      node*top;               //栈顶指针.top=NULL表示为空栈}; ls::ls(){      top= NULL;            //top=NULL表示链栈为空} ls::~ls(){      node*ptr = NULL;      while(top!= NULL){     //循环释放栈节点空间           ptr= top->next;           deletetop;           top= ptr;      }} void ls::push(dataType var){      node*ptr = new node;      ptr->data= var;        //新栈顶存值      ptr->next= top;        //新栈顶指向旧栈顶      top= ptr;              //top指向新栈顶} void ls::pop(){      node*ptr = top->next;  //预存下一节点的指针      deletetop;             //释放栈顶空间      top= ptr;              //栈顶变化} dataType ls::stackTop(){      returntop->data;       //返回栈顶元素,并不判断栈是否已空} bool ls::isEmpty(){      returntop == NULL;     //栈顶为NULL表示栈空} int main(){      lsexp;      inti = 0;      for(i=0;i<3;++i){           exp.push(i);      }      for(i=0;i<3;i++){           if(!exp.isEmpty()){                 cout<<exp.stackTop()<<endl;                 exp.pop();           }      }      return0;}

队列：

#include <iostream>#include <algorithm>#include <iterator>using namespace std;const int SIZE=10;class queue{public:      queue(){           len=0;head=0;tail=0;      }      voidenqueue(int elem){           if((tail+1)%SIZE== head)                 cout<<"queueis full."<<endl;           else{                 array[tail]=elem;                 tail= (tail+1)%SIZE;                 len++;           }      }      voiddequeue(){           if(tail== head)                 cout<<"queueis empty."<<endl;           else{                 cout<<array[head]<<"is out."<<endl;                 head= (head+1)%SIZE;                 len--;           }      }private:      intarray[SIZE];      inthead;      inttail;      intlen;}; int main(){      queueq;      q.enqueue(3);      q.enqueue(4);      q.enqueue(1);      q.enqueue(10);      q.enqueue(3);      q.enqueue(4);      q.enqueue(1);      q.enqueue(10);      q.enqueue(3);      q.enqueue(4);      q.enqueue(1);      q.enqueue(10);       q.dequeue();      q.dequeue();      q.dequeue();      q.dequeue();      q.dequeue();   return 0;}

结果

用两个栈实现队列

法一：

思路：始终维护s1作为存储空间，以s2作为临时缓冲区。

步骤：入队时，将元素压入s1；出队时，将s1的元素逐个“倒入”（弹出并压入）s2，将s2的顶元素弹出作为出队元素，之后再将s2剩下的元素逐个“倒回”s1。

上述思路，可行性毋庸置疑。但有一个细节是可以优化一下的。即：在出队时，将s1的元素逐个“倒入”s2时，原在s1栈底的元素，不用“倒入”s2，可直接弹出作为出队元素返回。这样可以减少一次压栈的操作。

上述思路的一个变化：

入队时，先判断s1是否为空，如不为空，说明所有元素都在s1，此时将入队元素直接压入s1；如为空，要将s2的元素逐个“倒回”s1，再压入入队元素。

出队时，先判断s2是否为空，如不为空，直接弹出s2的顶元素并出队；如为空，将s1的元素逐个“倒入”s2，把最后一个元素弹出并出队。

相对于第一种方法，变种的s2好像比较“懒”，每次出队后，并不将元素“倒回”s1，如果赶上下次还是出队操作，效率会高一些。

法二：调整的工作在入队时

实现

#include <iostream>#include <stack>using namespace std;template <class T>class Queue{public:      Queue();      ~Queue();      voidenqueue(const T& data);      Tdequeue();//   boolisempty() const;private:      stack<T>s1;      stack<T>s2;}; template <class T>Queue<T>::Queue(){} template <class T>Queue<T>::~Queue(){} template <class T>void Queue<T>::enqueue(const T&data){      if(s1.empty())           s1.push(data);      else{           while(!s1.empty()){                 s2.push(s1.top());                 s1.pop();           }           s1.push(data);            }      while(!s2.empty()){           s1.push(s2.top());           s2.pop();      }   } template <class T>T Queue<T>::dequeue(){      Tt;      if(!s1.empty()){           t=s1.top();           s1.pop();           returnt;      }} int main(){      Queue<int>q;      q.enqueue(1);      q.enqueue(5);      q.enqueue(13);      q.enqueue(51);      cout<<q.dequeue()<<endl;      q.enqueue(100);      cout<<q.dequeue()<<endl;      cout<<q.dequeue()<<endl;      cout<<q.dequeue()<<endl;      cout<<q.dequeue()<<endl;       return0;}

结果

用两个队列实现栈

其思路和两个栈实现队列类似。

#include <iostream>#include <queue>using namespace std;template <class T>class stack{public:      stack();      ~stack();      voidpush(const T& data);      Ttop();      voidpop();private:      queue<T>q1;      queue<T>q2;};  template <class T>stack<T>::stack(){} template <class T>stack<T>::~stack(){} template <class T>void stack<T>::push(const T&data){      if(q1.empty())           q1.push(data);      else{           while(!q1.empty()){                 q2.push(q1.front());                 q1.pop();           }           q1.push(data);           while(!q2.empty()){                 q1.push(q2.front());                 q2.pop();           }              }} template <class T>void stack<T>::pop(){      if(!q1.empty()){      //   q1.front();           q1.pop();      }} template <class T>T stack<T>::top(){      Tt;      if(!q1.empty()){           t=q1.front();           returnt;      }} int main(){      stack<int>s;      s.push(3);      s.push(4);      s.push(1);      cout<<s.top()<<endl;      s.pop();      s.push(10);      s.pop();   cout<<s.top()<<endl;      s.pop();      cout<<s.top()<<endl;      return0;}

结果

还有其它的实现：

http://hi.baidu.com/ozwarld/item/64b5e00c48d9b2cb90571887

http://www.cnblogs.com/kaituorensheng/archive/2013/03/02/2939690.html

参考

http://www.cnblogs.com/Anker/archive/2013/01/26/2878011.html

http://www.cnblogs.com/dartagnan/archive/2011/09/15/2177637.html

http://www.cnblogs.com/wanghui9072229/archive/2011/11/22/2259391.html

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