用两个栈实现队列

来源:互联网 发布:javascript 循环数组 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 10:57
题目:某队列的声明如下:template<typename T> class CQueue{public:CQueue() {}~CQueue() {}void appendTail(const T& node);  // append a element to tailvoid deleteHead();               // remove a element from head private:T>m_stack1;T>m_stack2;};  本人代码:#include<iostream>#include<string> #include<stack>using namespace std;template<typename T> class CQueue{public:    CQueue() {}    ~CQueue() {}        void appendTail(const T& node);  // append a element to tail    void deleteHead();               // remove a element from head private:    stack<T>stack1;    stack<T>stack2;};template<typename T>void CQueue<T>::appendTail(const T& node){    if(!stack1.empty())    {        stack1.push(node);        }    else    {        stack2.push(node);    }}template<typename T>void CQueue<T>::deleteHead(){    if(!stack1.empty())    {        while(!stack1.empty()){            T top=stack1.top();            stack2.push(top);            stack1.pop();            }        cout<<stack2.top()<<endl;        stack2.pop();        while(!stack2.empty())        {            T top=stack2.top();            stack1.push(top);            stack2.pop();        }    }    else    {        while(!stack2.empty()){            T top=stack2.top();            stack1.push(top);            stack2.pop();            }        cout<<stack1.top()<<endl;        stack1.pop();        while(!stack1.empty())        {            T top=stack1.top();            stack2.push(top);            stack1.pop();        }    }}int main(){    CQueue<int>c;    int i;    int a[10]={        3,4,5,1,8,7,6,2,0,9    };    c.appendTail(a[0]);    c.appendTail(a[1]);    c.appendTail(a[2]);    c.deleteHead();    c.deleteHead();    c.appendTail(a[3]);    c.appendTail(a[4]);    c.deleteHead();    c.appendTail(a[5]);    c.appendTail(a[6]);    c.appendTail(a[7]);    c.deleteHead();    c.appendTail(a[8]);    c.appendTail(a[9]);    c.deleteHead();    c.deleteHead();    c.deleteHead();    c.deleteHead();    c.deleteHead();    c.deleteHead();    return 0;} 分析:从上面的类的声明中,我们发现在队列中有两个栈。因此这道题实质上是要求我们用两个栈来实现一个队列。相信大家对栈和队列的基本性质都非常了解了:栈是一种后入先出的数据容器,因此对队列进行的插入和删除操作都是在栈顶上进行;队列是一种先入先出的数据容器,我们总是把新元素插入到队列的尾部,而从队列的头部删除元素。我们通过一个具体的例子来分析往该队列插入和删除元素的过程。首先插入一个元素a,不妨把先它插入到m_stack1。这个时候m_stack1中的元素有{a},m_stack2为空。再插入两个元素b和c,还是插入到m_stack1中,此时m_stack1中的元素有{a,b,c},m_stack2中仍然是空的。这个时候我们试着从队列中删除一个元素。按照队列先入先出的规则,由于a比b、c先插入到队列中,这次被删除的元素应该是a。元素a存储在m_stack1中,但并不在栈顶上,因此不能直接进行删除。注意到m_stack2我们还一直没有使用过,现在是让m_stack2起作用的时候了。如果我们把m_stack1中的元素逐个pop出来并push进入m_stack2,元素在m_stack2中的顺序正好和原来在m_stack1中的顺序相反。因此经过两次pop和push之后,m_stack1为空,而m_stack2中的元素是{c,b,a}。这个时候就可以pop出m_stack2的栈顶a了。pop之后的m_stack1为空,而m_stack2的元素为{c,b},其中b在栈顶。这个时候如果我们还想继续删除应该怎么办呢?在剩下的两个元素中b和c,b比c先进入队列,因此b应该先删除。而此时b恰好又在栈顶上,因此可以直接pop出去。这次pop之后,m_stack1中仍然为空,而m_stack2为{c}。从上面的分析我们可以总结出删除一个元素的步骤:当m_stack2中不为空时,在m_stack2中的栈顶元素是最先进入队列的元素,可以pop出去。如果m_stack2为空时,我们把m_stack1中的元素逐个pop出来并push进入m_stack2。由于先进入队列的元素被压到m_stack1的底端,经过pop和push之后就处于m_stack2的顶端了,又可以直接pop出去。接下来我们再插入一个元素d。我们是不是还可以把它push进m_stack1?这样会不会有问题呢?我们说不会有问题。因为在删除元素的时候,如果m_stack2中不为空,处于m_stack2中的栈顶元素是最先进入队列的,可以直接pop;如果m_stack2为空,我们把m_stack1中的元素pop出来并push进入m_stack2。由于m_stack2中元素的顺序和m_stack1相反,最先进入队列的元素还是处于m_stack2的栈顶,仍然可以直接pop。不会出现任何矛盾。我们用一个表来总结一下前面的例子执行的步骤:操作m_stack1m_stack2append a{a}{}append b{a,b}{}append c{a,b,c}{}delete head{}{b,c}delete head{}{c}append d{d}{c}delete head{d}{}总结完push和pop对应的过程之后,我们可以开始动手写代码了。参考代码如下:///////////////////////////////////////////////////////////////////////// Append a element at the tail of the queue///////////////////////////////////////////////////////////////////////template<typename T> void CQueue<T>::appendTail(const T& element){// push the new element into m_stack1m_stack1.push(element);} ///////////////////////////////////////////////////////////////////////// Delete the head from the queue///////////////////////////////////////////////////////////////////////template<typename T> void CQueue<T>::deleteHead(){// if m_stack2is empty,and there are some//elements inm_stack1, push them in m_stack2if(m_stack2.size()<= 0){while(m_stack1.size()>0){T&data =m_stack1.top();m_stack1.pop();m_stack2.push(data);}}// push theelement into m_stack2assert(m_stack2.size()>0);m_stack2.pop();}扩展:这道题是用两个栈实现一个队列。反过来能不能用两个队列实现一个栈?如果可以,该如何实现?

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