用两个栈实现一个队列——7

标签：元素

   用两个栈实现一个队列，并实现两个函数appendTail和deleteHead，分别完成在队列尾部插入结点和在队列头部删除结点的功能。

    栈的特点是“先进后出，后进先出”，而队列的特点是“先进先出，后进后出”，因此可以想到只用一个栈是无法完成的，所以会需要两个栈，先将输入的数据都依次放入一个栈stack1中，但是先进去的数据会被压在栈底，而栈底的数据是需要最先被取出的，可画图如下：

当要完成在队列头部删除结点这就要用到另外一个栈stack2了，可以将第一个栈stack1的栈顶元素依次取出放进另外的栈stack2中，这样stack1中的栈底元素就变成了stack2中的栈顶元素，当需要删除队列头部结点的时候就可以pop出stack2的栈顶元素；

而需要在队列尾部插入结点就往stack1中压入数据：

也就是相当于，当stack2不为空的时候，要删除队列头部的结点就从stack2的栈顶中取出数据，如果stack2为空的时候就将stack1中的数据全部都从栈顶取出依次放入stack2中，然后再取出stack2的栈顶元素；而要在队列尾部插入结点的时候就直接往stack1里面push数据，这并不影响删除队列首部的结点，因为每次push数据都往stack1里面放，而当stack2不为空的时候从stack2中pop数据，二者并不影响；

程序如下：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

template <class T>
class Queue
{
private:
    vector<T> _stack1;         //定义队列的成员变量直接使用库类vector
    vector<T> _stack2;
    
public:
    Queue()        //直接用类的默认构造函数，这里会自动调用库vector中的构造函数创建两个栈
    {}  

    //当需要向队列尾部放数据的时候，直接在栈1中push数据就可以了
    void appendTail(T data)
    {   
        _stack1.push_back(data);
    }   

    //当要删除队列头部的数据的时候
    void deleteHead()
    {   
        //先要判断栈2中是否有数据，如果有就直接取出栈顶的元素，此时就为队首的数据
        if(!_stack2.empty())
        {
            _stack2.pop_back();
        }
        else//若栈2为空，则需要将栈1中的数据调换到栈2中，以保证先进栈1的数据放在栈2的顶部
        {
            while(!_stack1.empty())
            {
                _stack2.push_back(_stack1.back());
                _stack1.pop_back();
            }
            if(!_stack2.empty())
                _stack2.pop_back();
            else
            {
                cout<<"the queue is empty..."<<endl;
                return;
            }   
        }
        cout<<"the new head is "<<_stack2.back()<<endl;
    }
     
 //为了观察方便，这里定义一个打印队列的函数，这个函数其实也就是在完成两个栈实现队列的过程   
    void print_queue()
    {
    //这里要注意的是不能直接使用对象的成员变量stack1和stack2，因为这样会更改对象的数据，而
    //我们只是需要打印数据并不希望更改它，因此可以使用vector库中的拷贝构造函数再构造出
    //两个临时栈
        vector<T> tmp1(_stack1);
        vector<T> tmp2(_stack2);

        cout<<"head ";
        if(tmp2.empty())//当栈2为空的时候需要将栈1的数据挪到栈2再取出
        {
            while(!tmp1.empty())
            {
                tmp2.push_back(tmp1.back());
                tmp1.pop_back();
            }
            while(!tmp2.empty())
            {
                cout<<tmp2.back()<<" ";
                tmp2.pop_back();
            }
        }
        else
        {
        //当栈2不为空的时候先取出栈2的数据，然后再将栈1的数据放入栈2再取出
            while(!tmp2.empty())
            {
                cout<<tmp2.back()<<" ";
                tmp2.pop_back();
                if(tmp2.empty())
                {
                    while(!tmp1.empty())
                    {
                        tmp2.push_back(tmp1.back());
                        tmp1.pop_back();
                    }
                }
            }
        }
        cout<<"tail"<<endl;
        }
};

int main()
{
    Queue<char> queue;
    queue.appendTail(‘a‘);
    queue.appendTail(‘b‘);
    queue.appendTail(‘c‘);
    queue.appendTail(‘d‘);
    queue.appendTail(‘e‘);
    queue.print_queue();

    queue.deleteHead();
    queue.deleteHead();
    queue.print_queue();

    queue.appendTail(‘f‘);
    queue.appendTail(‘g‘);
    queue.appendTail(‘h‘);
    queue.print_queue();

    return 0;
}

因为上面的队类是模板类，因此实现了代码复用，队中的数据可以为任意类型；

运行程序：

《完》

本文出自 “敲完代码好睡觉zzz” 博客，请务必保留此出处http://2627lounuo.blog.51cto.com/10696599/1768440

用两个栈实现一个队列——7

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