数据结构与算法10 - 栈+队列+二叉树引入-优快云博客

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练习一：用栈实现队列：. - 力扣（LeetCode）

假设当前有4个数据插入栈中（插入顺序为1，2，3，4），此时如果想按照队列出数据，我们应该把1pop！

我们将数据导入另一个空栈，然后再将1pop！

此时发现第二个栈的顺序是对的，不需要再重新导入第一个栈中！（栈的数据倒一圈就翻过拉了！）

此时如果有数据需要push，不需要倒数据，直接将其插入到第一个栈中即可！

左边的栈一直入数据；
右边的栈一直出数据；
右边的栈的数据是左边的栈倒过来的！（右边的数据出空了就可以再从左边的导入！）

练习二：循环队列

. - 力扣（LeetCode）

拓展知识点：如何用数组实现链表？

整个数组是用一个大的结构体数组，其中每个元素都是一个小数组，元素中分别对应值和下一个元素的下标。（实际使用没有太大优势）

对于循环队列来说，我们可以使用数组来实现，也可以使用链表来实现；

大部分的同学可能认为链表来实现比较方便，但是其实链表实现的时候会出现很多大坑；

使用链表来实现循环队列：

1. 空链表的情况

对于空的循环队列有上面这种情况：front - 队列的头； rear - 队列的尾

且最开始链表的头和尾指在同一位置；

2. 插入一个数据

插入数据时，此时头不变，尾指向插入元素的下一个位置；

pop的时候相反：尾rear不变，头head向后移！

3. 当队列元素满时

此时头和尾都指向同一个位置；

此时就会出现比较尴尬的情况：

头和尾都指向同一个位置的时候不能分辨是空队列还是满队列；

解决方法一：增加一个size

size不为空的时候说明队列满了；为空说明时空队列；

解决方案二：增加一个位置（不存数据）

空队列：

满队列：

此时空队列的情况为head和rear在同一位置；

满队列的情况为rear的下一个位置是head；

但是对于这两种解决方法，使用单链表实现还有一个很大的弊端：找尾rear / 尾元素非常麻烦！

使用数组来实现循环队列：

我们可以跟上面的链表一样，每次多开一个空间，这个空间不存元素；

需要注意的是：如果下标在k+1的位置，需要进行模一下再继续进行；

接下来我们尝试使用数组来实现：

演示代码如下所示：

typedef struct {
    int *a;
    int front;
    int rear;
    int k;
    
} MyCircularQueue;

// 初始化队列
MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
    MyCircularQueue* obj = (MyCircularQueue*) malloc(sizeof(MyCircularQueue));
    obj->a = (int*)malloc(sizeof(int) * (k+1));
    obj-> front = 0;
    obj-> rear = 0;
    obj->k = k;
    return obj;
}
bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
    return obj->front == obj->rear;
}

bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
    return (obj->rear+1) % (obj->k + 1) == obj->front;
}
// 插入元素
bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
    if (myCircularQueueIsFull(obj))
        return false;
    obj->a[obj->rear] = value;
    obj->rear++;
    obj->rear %= (obj->k + 1);
    return true;
    }

bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {
    if (myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return false;
    
    obj->front++;
    obj->front %= (obj->k + 1);
    return true;
    }    

int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {
    if (myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return -1;
    else
        return obj->a[obj->front];
}

int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {
    if (myCircularQueueIsEmpty(obj))
        return -1;    
    return obj->a[(obj->rear-1 + obj->k+1) % (obj->k+1)];
}

void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {
    free(obj->a);
    free(obj);
}

树的存储方式：

如何定义一个树的结构？

左孩子右兄弟法则：