队列和堆栈

    xiaoxiao2025-08-11  7

    本文主要包含以下内容:

    一.栈以及栈的实现

    二.队列以及队列的两种实现方式

    三.总结

    一.栈以及栈的两种实现

    1.什么是栈?

    入口和出口是同一个,遵循先进后出FILO的原则

    2.栈的两种实现

    顺序表方式:

    template<typename E> class AStack { private: int top; int maxsize; E* alist; public: AStack(int size=defaultsize){ maxsize = size; top = 0; alist = new E(maxsize); } ~AStack() { delete[] alist; } void clear() { top = 0; } const E& topValue() const{ assert(top > 0, "There is no element."); return alist[top - 1]; }; void push(const E&item) { assert(top < maxsize, "数组越界"); alist[top] = item; top++; }; void pop() { assert(top > 0, "There is no element."); top--; }; int length()const { return top; } };链表方式:

    class node { public: E element; node* next; node(const E&Element,node*Next=NULL){ element = Element; next = Next; } node() { next = NULL; } ~node() { delete next; } }; template<typename E> class lstack { private: node<E>*top; int length; public: lstack() { top = NULL; length = 0; } ~lstack() { node<E>*temp; while (top != NULL) { temp = top; top = top->next; delete temp; } length = 0; } const E&topValue()const { assert(top != NULL, "There is no element."); return top->element; } void push(const E&it) { top = new node<E>(it, top); length++; } void pop() { node<E>* temp = top; if (top != NULL) { top = top->next; delete temp; length--; } } }; 3.说明

    两种实现方式都是对之前线性表实现的一个简化。

    只需想清楚一个问题就可以了:入口和出口是位于表头还是表尾。

    对于顺序表实现的栈,因位要方便的push 和pop元素,如果这个口位于表头,每次push  pop时都要把数组整体移动,时间为o(n)

    如果位于表尾,直接push pop就可以了,时间O(1),因此位于表尾

    对于链表,如果这个口位于表头,push pop的时间为O(1). 如果位于表尾,push pop的时间为O(n).因此链表的栈口位于表头

    除此之外,链表不需要一个单独的头指针。

    二.队列以及队列的两种实现方式

    1.什么是队列?

    简单来说,队列有两个口,一个口出,一个口入。遵循先进先出FIFO的原则。

    2.实现

    省略

    3.说明

    对于顺序队列,应该处理成一个循环数组。因为,如果不是循环数组,假设从表头入队表尾出队,则入队时间为O(N);

    假设从表尾入队表头出队,则出队时间为O(n)。而设为循环数组,一个指针指向表头,一个指针指向表尾即可(size-1视为小与0)。

    但是循环数组会遇到新的问题,及不能区分空队列和满队列。假设头指针和尾指针指向同一个元素的时候表示队列中有一个元素,尾指针小与头指针。

    如果数组是满的,则尾指针仍然小与头指针。

    解决方法:

    a.用n+1大小的数组去存放n个元素

    b.引入一个bool变量去区分这两种情况

    三、总结

    顺序队列实现时,遇到了空满队列不能区分的问题。

    上述的解决思想很重要。 ’

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