栈的实现有顺序表和链式表两种,也就是数组和链表实现。
其中抽象栈类的私有成员函数有operator=的重载函数和stack的构造函数,为了保护栈的构造和拷贝被保护。公有成员函数有Stack(),~Stack(),clear(),push(),pop(),top()和length(),这些函数中后五种均为虚函数=0,参数和返回值都要加const限定,参数还是引用限定。
具体类的实现就比较简单了,在上述函数的基础上,私有成员函数变成了maxSize,top元素值下标和指向存储数组起始位置的指针,公有成员函数中构造函数将maxSize赋值为参数size,top值置为0,给数组申请size大小的动态空间。虚构函数直接delete该动态空间起始地址即可。clear函数将top直接置为0,push、pop、topValue为数组取值操作,需要加Assert断言判断是否满足条件。由于数组采取下标访问,length函数直接返回top值即可。
链式栈同样继承该抽象类,基本和链表实现差不多,有意思的是这个函数:
每次申请新的节点的动态空间的时候,将原先它自己的地址作为新节点next指针指向的地址来实现栈,也是蛮有意思的。
队列的抽象类和栈的抽象类基本相同,主要更换的是类名和同类型函数名。
具体类实现之后再说,先看第一题
LeetCode 232 用栈实现队列
这题其实比较简单,定义一个输入栈,一个输出栈,把原先输入进去的数存放在输入栈中,到要使用的时候再把数据全部push到输出栈中,就由原先的后入先出变成先入先出了。只是进阶要求时间复杂度O(1),我其实怎么想都没想出来,因为要进行上述操作一定要循环,我以为循环就不可能是O(1)了,但题解说是均摊O(1),对每个元素要输出的时候就只需要导入元素个数次,所以均摊O(1),感觉确实是这样,但还要好好理解下。
代码如下:
class MyQueue {
private:
stack<int> instack;
stack<int> outstack;
void in2out() {
while (!instack.empty()) {
outstack.push(instack.top());
instack.pop();
}
}
public:
MyQueue() {
while (!instack.empty()) instack.pop();
while (!outstack.empty()) outstack.pop();
}
void push(int x) {
instack.push(x);
}
int pop() {
if (outstack.empty()) in2out();
int ret = outstack.top();
outstack.pop();
return ret;
}
int peek() {
if (outstack.empty()) in2out();
return outstack.top();
}
bool empty() {
return (instack.empty() && outstack.empty());
}
};
/**
* Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
* MyQueue* obj = new MyQueue();
* obj->push(x);
* int param_2 = obj->pop();
* int param_3 = obj->peek();
* bool param_4 = obj->empty();
*/
这题有类设计的感觉了。
队列的实现就比栈要复杂很多,今天有事在身,改天再专门写一篇文章(立个FLAG)来讲这个。
先把第二题给刷了打完卡要紧。
LeetCode 225 用队列实现栈
这题也挺简单,两个队列直接模仿上述解法即可,也比较简单,之前一刷写过了,这里不再赘述。简单说下一个队列的解法:每次要取数的时候,把前n-1个数全部挪到后面即可。所以要用一个变量size记录队列元素个数。代码如下:
class MyStack {
queue<int> myque;
int size = 0;
void adjust() {
if (size > 1) {
for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
int temp = myque.front();
myque.pop();
myque.push(temp);
}
}
}
public:
MyStack() {
while (!myque.empty()) myque.pop();
size = 0;
}
void push(int x) {
myque.push(x);
size++;
}
int pop() {
adjust();
int ret = myque.front();
myque.pop();
size--;
return ret;
}
int top() {
adjust();
int ret = myque.front();
myque.pop();
myque.push(ret);
return ret;
}
bool empty() {
return myque.empty();
}
};
/**
* Your MyStack object will be instantiated and called as such:
* MyStack* obj = new MyStack();
* obj->push(x);
* int param_2 = obj->pop();
* int param_3 = obj->top();
* bool param_4 = obj->empty();
*/