用兩個棧實現一個隊列——7

標籤：元素

   用兩個棧實現一個隊列，並實現兩個函數appendTail和deleteHead，分別完成在隊列尾部插入結點和在隊列頭部刪除結點的功能。

    棧的特點是“先進後出，後進先出”，而隊列的特點是“先進先出，後進後出”，因此可以想到只用一個棧是無法完成的，所以會需要兩個棧，先將輸入的資料都依次放入一個棧stack1中，但是先進去的資料會被壓在棧底，而棧底的資料是需要最先被取出的，可畫圖如下：

650) this.width=650;" src="http://s1.51cto.com/wyfs02/M02/7F/7C/wKioL1cggEKBVpN4AAAFntGXnsQ949.png" title="圖1.png" alt="wKioL1cggEKBVpN4AAAFntGXnsQ949.png" />

當要完成在隊列頭部刪除結點這就要用到另外一個棧stack2了，可以將第一個棧stack1的棧頂元素依次取出放進另外的棧stack2中，這樣stack1中的棧底元素就變成了stack2中的棧頂元素，當需要刪除隊列頭部結點的時候就可以pop出stack2的棧頂元素；

而需要在隊列尾部插入結點就往stack1中壓入資料：

650) this.width=650;" src="http://s4.51cto.com/wyfs02/M02/7F/7F/wKiom1cggVGStCH0AAAEaEAfJDY100.png" title="圖2.png" alt="wKiom1cggVGStCH0AAAEaEAfJDY100.png" />

也就是相當於，當stack2不為空白的時候，要刪除隊列頭部的結點就從stack2的棧頂中取出資料，如果stack2為空白的時候就將stack1中的資料全部都從棧頂取出依次放入stack2中，然後再取出stack2的棧頂元素；而要在隊列尾部插入結點的時候就直接往stack1裡面push資料，這並不影響刪除隊列首部的結點，因為每次push資料都往stack1裡面放，而當stack2不為空白的時候從stack2中pop資料，二者並不影響；

程式如下：

#include <iostream>#include <vector>using namespace std;template <class T>class Queue{private:    vector<T> _stack1;         //定義隊列的成員變數直接使用庫類vector    vector<T> _stack2;    public:    Queue()        //直接用類的預設建構函式，這裡會自動調用庫vector中的建構函式建立兩個棧    {}      //當需要向隊列尾部放資料的時候，直接在棧1中push資料就可以了    void appendTail(T data)    {           _stack1.push_back(data);    }       //當要刪除隊列頭部的資料的時候    void deleteHead()    {           //先要判斷棧2中是否有資料，如果有就直接取出棧頂的元素，此時就為隊首的資料        if(!_stack2.empty())        {            _stack2.pop_back();        }        else//若棧2為空白，則需要將棧1中的資料調換到棧2中，以保證先進棧1的資料放在棧2的頂部        {            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;    }      //為了觀察方便，這裡定義一個列印佇列的函數，這個函數其實也就是在完成兩個棧實現隊列的過程       void print_queue()    {    //這裡要注意的是不能直接使用對象的成員變數stack1和stack2，因為這樣會更改對象的資料，而    //我們只是需要列印資料並不希望更改它，因此可以使用vector庫中的拷貝建構函式再構造出    //兩個臨時棧        vector<T> tmp1(_stack1);        vector<T> tmp2(_stack2);        cout<<"head ";        if(tmp2.empty())//當棧2為空白的時候需要將棧1的資料挪到棧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        {        //當棧2不為空白的時候先取出棧2的資料，然後再將棧1的資料放入棧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;}

因為上面的隊類是模板類，因此實現了代碼複用，隊中的資料可以為任意類型；

運行程式：

650) this.width=650;" src="http://s3.51cto.com/wyfs02/M02/7F/83/wKiom1chTsTSoHZiAAAsoJzIP0w367.png" title="隊列ret.png" alt="wKiom1chTsTSoHZiAAAsoJzIP0w367.png" />

《完》

本文出自 “敲完代碼好睡覺zzz” 部落格，請務必保留此出處http://2627lounuo.blog.51cto.com/10696599/1768440

用兩個棧實現一個隊列——7