数据结构-栈、队列-相关练习

数据结构-栈、队列-相关练习

1.用队列实现栈

用队列实现栈

  • 题目概述 :请你仅使用两个队列实现一个后入先出(LIFO)的栈,并支持普通栈的全部四种操作(pushtoppopempty)。

这里只讲大致思路,如下图:

互相倒就行了,下面讲个具体过程:

  • 第一步:入队
  • 第二步:倒数据
    留下的那个,就是最后的一个数据。
  • 第三步:出队/出栈
    符合后入先出。

    我写的:

    队列的数据结构CV一下就行。

2.用栈实现队列

用栈实现队列

题目概述:请你仅使用两个栈实现先入先出队列。队列应当支持一般队列支持的所有操作(pushpoppeekempty

总体思路:

讲个具体过程:

  • 第一步:入栈
  • 第二步:倒数据
    倒后顺序也倒了,此时stackpop出栈时,数据满足先入先出。
  • 第三步:出栈/出队
  • 如果又有数据入栈
  • 什么时候再倒数据?
    stackpop为空的时候再倒。

我写的:

其中,栈的数据结构,同样CV过去。

3.设计循环队列

设计循环队列

题目概述:设计你的循环队列实现。 循环队列是一种线性数据结构,其操作表现基于 FIFO(先进先出)原则并且队尾被连接在队首之后以形成一个循环。它也被称为"环形缓冲器"。

一看到循环,我首先想到了链表:
A B C ...

但这样并不便于实现:

在队列为空时,队首等于队尾;在队列为满时,队首还是等于队尾。

有三个解决方法:

  • 加一个size
  • 多一个结点,避免冲突
  • 不用链表

我选第三个方法,用了数组。

而主要问题转化为,如何用下标表示循环。


先建好结构体:

c 复制代码
typedef struct {
    int* a;
    int head;
    int tail;
    int k;
} MyCircularQueue;

在初始化时,发现,如果创建k个元素大小的数组,在队列为空时,队首等于队尾;在队列为满时,队首还是等于队尾。

与链表相同的问题,但用数组解决就简单很多了:创建k+1个元素大小的数组就行。

此时,tail为队尾的下一个元素的下标。


在后续的处理中,需要面对主要的问题:如何处理循环?

  • 判满:

总数为k+1,下标最大就为k,存满了就是这样:

下标 0 1 2 3 ... k
tail head

判满时,可以用tail + 1==head

或者这样:

下标 0 1 2 3 ... k
head tail

对于tail,此时,再+1就越界了,根据观察,可以用(tail + 1)%(k + 1) == head来模拟循环。

  • 取尾:
    正常情况,tail-1就是尾部元素的下标,但下面这种情况就是不正常的:
下标 0 1 2 3 ... k
tail head

此时,可以用a[ (tail + k) % (k + 1) ]来模拟循环。

我写的完整代码:

c 复制代码
typedef struct {
    int* a;
    int head;
    int tail;
    int k;
} MyCircularQueue;


MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {
    MyCircularQueue* ret = (MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));
    ret->a = (int*)malloc(sizeof(int)*(k+1));
    ret->head = ret->tail = 0;
    ret->k = k;
    return ret;
}
bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {
    assert(obj);
    return obj->head == obj->tail;
}

bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {
    assert(obj);
    return (obj->tail + 1)%(obj->k + 1) == obj->head;
}

bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {
    assert(obj);
    if(myCircularQueueIsFull(obj))
        return false;
    obj->a[obj->tail++] = value;
    obj->tail = obj->tail % (obj->k+1);
    return true;
}

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

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

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

希望本篇文章对你有所帮助!并激发你进一步探索数据结构的兴趣!

本人仅是个C语言初学者,如果你有任何疑问或建议,欢迎随时留言讨论!让我们一起学习,共同进步!

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数据结构-栈、队列-详解

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