模拟实现 stack和queue

线性表是最基本、最简单、也是最常用的一种数据结构。之前我已经写了几次线性表了，分别是顺序表和链表，这两个以各种形式实现了多次，那么今天我么就再来看两种线性表，两种特殊的线性表——栈和队列

栈（stack）

首先说一下栈的概念：栈又叫后进先出的线性表（LIFO），不明白？那就再看一下它的结构吧，栈是只在一端进行插入和删除操作的，这也是它的特殊之处，这一段就是栈顶（top）。

既然栈是线性表，那么肯定有顺序栈和链式栈的区分。

顺序栈和顺序表差不多，不过，区别在于，顺序栈只在栈顶不进行插入和删除操作。如果说顺序表有头插、头删和尾插、尾删，那么顺序栈只有尾插、尾删。

链式栈也是这样，那么问题来了，我们是要将栈顶放在链式栈的头部，还是尾部，哪一个好呢？

首先来说一下，将栈顶放在头部，也就是，可以进行头插、头删，那么，也没什么；再看将栈顶放在尾部，我们要进行插入元素，那需要将尾部节点链接到新的节点，但是，尾节点在哪，还是得遍历找到尾结点，那么时间复杂度是不是就增加了。所以还是建议将栈顶放在头部，也就是说，链式栈可以进行的操作是：头插和头删

简单介绍一下栈，那么我们就来模拟实现stack吧：

#include<iostream>using namespace std;#include<assert.h>template<class T>class Stack{public:    Stack()        :_pdata(NULL)        , _size(0)        , _capacity(0)    {}    ~Stack()    {        if (NULL != _pdata)        {            delete []_pdata;            _pdata = NULL;        }        _size = 0;        _capacity = 0;    }    bool Empty()    {        return 0 == _size;    }    size_t Size()    {        return _size;    }    T& Top()    {        assert(_size>0);        return _pdata[_size - 1];    }    void CapacityIsFull()    {        if (_size == _capacity)        {            size_t new_capacity = _capacity * 2 + 3;            //new一个空间一定要记准了，不要弄错。            T* temp = new T[new_capacity];            for (size_t i = 0; i < _size; ++i)            {                temp[i] = _pdata[i];            }            delete [] _pdata;            _pdata = temp;            _capacity = new_capacity;        }    }    void Push(const T& data)    {        CapacityIsFull();        _pdata[_size] = data;        ++_size;    }    void Pop()    {        if (!Empty())        {            --_size;        }        else        {            cout << "栈已空" << endl;            return;        }    }protected:    T * _pdata;    size_t _size;    size_t _capacity;};void FunTest(){    Stack<int> s;    s.Push(1);    s.Push(2);    s.Push(3);    s.Push(4);    s.Push(5);    s.Push(6);    cout << "stack size:" << s.Size() << endl;    cout << "stack top:" << s.Top() << endl;    s.Pop();    cout << "stack size:" << s.Size() << endl;    cout << "stack top:" << s.Top() << endl;}int main(){    FunTest();    return 0;}

队列（queue）

还是先说一下它的概念：队列又称先进先出的线性表（FIFO），想想你去吃饭排的队，是不是明白许多，那么我们再来声明一下，队列的特殊之处在于：它是在一端进行删除操作，这一端称为：对头（front）;在另一端进行插入操作，这一端称为：队尾（rear）。

同样，我们先来看一下顺序队列，也就是上图显示的那样，我们要进行插入元素的时候，会从尾部开始，现在，队列中有8个空间，如果插入三个元素，在删除三个元素，那么队列满了吗？

看样子是没满的，但是，你还可以在进行插入操作吗？显然是不可以的，这种现象就是“假溢出”，明明有空间，却不能进行插入元素，是不是很浪费，那么如何解决这个问题呢？

想想平时垃圾是怎么处理的，当然是回收了，我们将这个队列的头部和尾部相连，那么，在进行插入的时候，直接就会插入到原来a1的位置，然后，就可以继续进行操作了，直到队列满了。

队列满了，那么无非就是front和rear相遇了，但是如果队列中没有元素的时候，也是这个现象，这就要像个办法来区分一下了。

怎样区分队列满了，队列是空的

最简单也是最常用的方法就是定义一个计数器，这样我们就可以根据计数器显示的元素个数是不是0，来判断是不是空的，同样我们还可以根据这个来看有效元素的个数。

同样的，队列也有链式的，不过。队列的链式只能进行尾插，和头删操作。

#include<iostream>using namespace std;template<class T>struct QueueNode{    QueueNode(const T& data)    :_data(data)    , _next(NULL)    {}    T _data;    QueueNode<T> * _next;};template<class T>class Queue{public:    typedef QueueNode<T> Node;    Queue()        :_front(NULL)        , _rear(NULL)    {}    ~Queue()    {        if (_front)        {            Node* del = _front;            _front = _front->_next;            delete del;            del = NULL;        }    }    bool Empty()    {        return NULL == _front;    }    size_t Size()    {        return _size;    }    T& Front()    {        return _front->_data;    }    T& Rear()    {        return _rear->_data;    }    void Push(const T& data)//在队尾插入元素    {        if (Empty())//一定要分开讨论，不然会有访问冲突的问题        {            Node* node = new Node(data);            _front = _rear = node;            ++_size;        }        else        {            Node* node = new Node(data);            _rear->_next = node;            _rear = _rear->_next;            ++_size;        }    }    void Pop()//在对头删除元素    {        if (!Empty())        {            Node *del = _front;            _front = _front->_next;            delete del;            del = NULL;        }        else        {            cout << "队列已空" << endl;        }    }private:    Node* _front;    Node* _rear;    size_t _size;};void FunTest(){    Queue<int> q;    q.Push(1);    q.Push(2);    q.Push(3);    q.Push(4);    q.Push(5);    q.Push(6);    cout <<"the front is:"<< q.Front() << endl;    cout << "the rear is:" << q.Rear() << endl;    cout << "the size is:" << q.Size() << endl;    q.Pop();    cout << "the front is:" << q.Front() << endl;    cout << "the rear is:" << q.Rear() << endl;    cout << "the size is:" << q.Size() << endl;}int main(){    FunTest();    return 0;}