码迷,mamicode.com
首页 > 其他好文 > 详细

Algorithm --> 两个栈实现队列和两个队列实现栈

时间:2015-12-02 12:34:15      阅读:202      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:

两个栈实现队列和两个队列实现栈

  队列(queue)先进先出的线性表;栈(stack)先进后出的线性表。

 

两个栈实现队列

法一思路:

    s1是入栈的,s2是出栈的。

  • 入队列:直接压入s1即可;
  • 出队列:如果s2不为空,把s2中的栈顶元素直接弹出;否则,把s1的所有元素全部弹出压入s2中,再弹出s2的栈顶元素。

代码:

#include <stack>
#include <iostream>
#include <cassert>
using namespace std;
 
template <class T>
class Queue {
public:
    bool empty( ) const { return m_stack1.empty() && m_stack2.empty(); }
    size_t size( ) const { return m_stack1.size() + m_stack2.size(); }
    void push( const T& x );
    void pop( );
private:
    stack<T> m_stack1;
    stack<T> m_stack2;
};
 
template <class T>
void Queue<T>::push( const T& x )
{
    m_stack1.push( x );
}
 
template <class T>
void Queue<T>::pop( )
{
    // if m_stack2 is empty, and there are some elements in m_stack1, push them in m_stack2
    if( m_stack2.empty() ) {
        while( !m_stack1.empty() ) {
            T& data = m_stack1.top( );
            m_stack1.pop( );
            m_stack2.push( data );
        }
    }
    // push the element into m_stack2
    assert( !m_stack2.empty() );
    m_stack2.pop( );
}
 
int main( )
{
    Queue<int> q;
    for( int i = 1; i <= 5; ++i )
        q.push( i );
    q.pop( );
    q.push( 6 );
    q.pop( );
    q.pop( );
    q.push( 7 );
    q.pop( );
    q.pop( );
    q.pop( );
    q.pop( );
     
    return 0;
}

 

法二思路:

用两个栈来实现,令其中一个栈inStack专门处理入队工作,另一个栈outStack专门处理出队工作。

  • 入队列:直接把元素加入到 inStack中,复杂度为O(1);
  • 出队列:因为队列是先入先出的,而栈是先入后出,所以输出应该反序。比如inStack接收到的元素顺序为1, 2, 3,栈顶元素是3,但出队希望让1先出。解决方法是把inStack里的元素放到outStack中,这样outStack接收到的元素顺序就是3, 2, 1了,栈顶元素就是我们想要的1,时间复杂度为O(N)。

总结,入队直接inStack.push(元素),出队先判断outStack是否为空,若不为空,则直接outStack.pop(),若为空,则把inStack元素导入到outStack里,再执行outStack.pop()。

#include <stack>
#include <string>
#include <iostream>
#include <cassert>

using namespace std;

template <class T>
class YL_Queue
{
public:
       void enqueue(const T &element); //入队
       T dequeue();   //出队
       T top();   //队首元素
       bool empty() const;  //判断队列是否为空
       size_t size() const;  //队列的尺寸大小
private: stack<T> inStack; stack<T> outStack; }; template <class T> void YL_Queue<T>::enqueue(const T &element) { inStack.push(element); } template <class T> T YL_Queue<T>::dequeue() { assert(!empty()); T temp; if (!outStack.empty()) { temp=outStack.top(); outStack.pop(); return temp; } else { while(!inStack.empty()) { temp=inStack.top(); inStack.pop(); outStack.push(temp); } temp= outStack.top(); outStack.pop(); return temp; } } template <class T> T YL_Queue<T>::top() { assert(!empty()); T temp; if (!outStack.empty()) { temp=outStack.top(); return temp; } else { while(!inStack.empty()) { temp=inStack.top(); inStack.pop(); outStack.push(temp); } temp= outStack.top(); return temp; } } template <class T> bool YL_Queue<T>::empty() const { return (size()==0); } template <class T> size_t YL_Queue<T>::size() const { return inStack.size()+outStack.size(); }
void main() { YL_Queue<int> myqueue; myqueue.enqueue(1); myqueue.enqueue(2); myqueue.enqueue(3); myqueue.enqueue(4); myqueue.enqueue(5); cout<<"1队列的大小为: "<<myqueue.size()<<endl; cout<<"1队首的元素为: "<<myqueue.top()<<endl; myqueue.dequeue(); myqueue.dequeue(); cout<<"2队列的大小为: "<<myqueue.size()<<endl; cout<<"2队首的元素为: "<<myqueue.top()<<endl; myqueue.dequeue(); myqueue.dequeue(); myqueue.dequeue(); cout<<"3队列的大小为: "<<myqueue.size()<<endl; }

 

两个队列实现栈

思路

    s1是入队列的,s2是辅助s1入队列的。

  • 入队列:如果s1不空,把s1的元素push到s2中,之后push新元素到s1,再把s2的元素都push到s1中;否则,直接push元素到s1
  • 出队列:直接从s1中pop

代码:

#include <iostream>
#include <queue>
#include <cassert>
using namespace std;

template <class T>
class Stack {
public:
    bool empty( ) const { return m_queue1.empty() && m_queue2.empty(); }
    size_t size( ) const { return m_queue1.size() + m_queue2.size(); }
    T& top( );
    const T& top( ) const;
    void push( const T& x );
    void pop( );
private:
    queue<T> m_queue1;
    queue<T> m_queue2;
};

template <class T>
T& Stack<T>::top( )
{
    assert( !m_queue1.empty() );
    return m_queue1.front( );
}

template <class T>
const T& Stack<T>::top( ) const 
{
    assert( !m_queue1.empty() );
    return m_queue1.front( );
}

template <class T>
void Stack<T>::push( const T& x )
{
    while( !m_queue1.empty() ) {  //s1不空,把元素push到s2 
        const T& val = m_queue1.front( );
        m_queue1.pop( );
        m_queue2.push( val );
    }
    m_queue1.push( x );   //push新元素到s1 
    while( !m_queue2.empty() ) {   //s2不空,把元素在push回s1 
        const T& val = m_queue2.front( );
        m_queue2.pop( );
        m_queue1.push( val );
    }
}

template <class T>
void Stack<T>::pop( )
{
    assert( !m_queue1.empty() );
    m_queue1.pop( );
}

int main( )
{
    Stack<int> s;
    for( int i = 1; i <= 5; ++i )
        s.push( i );
    cout << "1.栈元素个数:" << s.size( ) << endl;
    cout << "1.栈顶元素:" << s.top( ) << endl;
    
    s.pop( );
    s.push( 6 );
    cout << "2.栈元素个数:" << s.size( ) << endl;
    cout << "2.栈顶元素:"<< s.top( ) << endl;
    
    s.pop( );    
    s.pop( );
    s.pop( );
    s.push( 7 );
    cout << "3.栈元素个数:" << s.size( ) << endl;
    cout << "3.栈顶元素:"<< s.top( ) << endl;
    
    s.pop( );    
    s.pop( );    
    s.pop( );
    cout << "4.栈元素个数:" << s.size( ) << endl;

    return 0;
} 

 

Algorithm --> 两个栈实现队列和两个队列实现栈

标签:

原文地址:http://www.cnblogs.com/jeakeven/p/5012399.html

(0)
(0)
   
举报
评论 一句话评论(0
登录后才能评论!
© 2014 mamicode.com 版权所有  联系我们:gaon5@hotmail.com
迷上了代码!