两个栈实现一个队列&两个队列实现一个栈

本文介绍如何使用两个栈实现一个队列的功能,以及如何利用两个队列实现一个栈的操作。通过具体的实现思路与示例代码,帮助读者理解这两种数据结构之间的相互转换。

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两个栈实现一个队列

实现思路:

  1. 定义两个栈stack1,stack2。
  2. stack1存放入队列序列,stack2存放出队列序列。
  3. 如果进行Push操作,直接对stack1进行操作。
  4. 如果进行Pop操作,stack2不为空,直接对stack2进行Pop操作,如果stack2为空,将stack1中的数据Push进stack2,然后对stack2进行操作。

整个流程如下图:
先Push 1 2 3,然后进行Pop操作,最后在Push 4。

这里写图片描述

基于这样的思想,可以写出如下代码:

template <class T>
class CQueue
{
public:
    void Push(const T& value)//直接往stack1中push数据
    {
        stack1.push(value);
    }

    T Pop()//stack2里存放队列的输出顺序
    {
        if (stack2.size() <= 0)//如果stack2为空,则将stack1中的说有数据加载到stack2中
        {
            while (stack1.size() > 0)
            {
                T value = stack1.top();
                stack1.pop();
                stack2.push(value);
            }
        }

        if (stack2.size() == 0)
        cout<<"The Queue is Empty!\n"<<endl;

        T front = stack2.top();//stack2的栈顶元素,对应队头元素
        stack2.pop();

        return front;
    }

private:
    stack<T> stack1;
    stack<T> stack2;
};

两个队列实现一个栈

实现思路:
两个队列实现一个栈的Pop操作,相比于上面会稍微复杂一点。

  1. 定义queue1,queue2。
  2. 对栈进行Push操作时,底层将数据Push到不为空的一个queue。
  3. 对栈进行Pop操作时,将不为空的一个队列的数据,全部转移到另一个队列中,直至剩下最后一个数据,即要出栈的数据。

结合下面的图示来理解:
先Push 1 2 3,然后Pop, 再Push 4,最后在进行一次Pop的整个过程。
这里写图片描述

基于这样的思路,可以实现如下代码:

template <class T>
class CStack
{
public:
    void Push(const T& value)
    {
        //往不为空的一个队列中push数据
        if (queue1.size() > 0)
            queue1.push(value);
        else if (queue2.size() > 0)
            queue2.push(value);
        //如果两个队列都为空,则随便往那个Push都可以的。
        else
            queue1.push(value);
    }

    //Pop操作每次都要将数据进行来回移动
    T Pop()
    {
        //q2为空,则将q1的数据除最后一个外,全部转移到q2中,将剩下的有一个pop掉
        if (queue2.size() == 0)
        {
            //最后一个就是待pop的数据
            while (queue1.size() > 1)
            {
                queue2.push(queue1.front());
                queue1.pop();
            }

            T& top = queue1.front();
            queue1.pop();

            return top;
        }

        if (queue1.size() == 0)
        {
            while (queue2.size() > 1)
            {
                queue1.push(queue2.front());
                queue2.pop();
            }

            T& top = queue2.front();
            queue2.pop();

            return top;
        }
    }

private:
    queue<T> queue1;
    queue<T> queue2;
};

如果有什么遗漏,还望指正,谢谢!

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