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佇列和棧的轉換

1. 兩個棧實現佇列

//前提已知:
struct Stack
{
    int top;     //棧頂指標
    int stacksize;//棧的大小
    int *s;      //棧底指標
};
void InitStack(Stack *s);
void Push(Stack *s, int k);
int Pop(*s);
int IsStackEmpty(*s);
int IsStackFull(*s);

複製程式碼

實現一

思路

    s1是入棧的,s2是出棧的。

  • 入佇列,直接壓到s1是就行了
  • 出佇列,先把s1中的元素全部出棧壓入到s2中,彈出s2中的棧頂元素;再把s2的所有元素全部壓回s1中

實現二

思路

    s1是入棧的,s2是出棧的。保證所有元素都在一個棧裡面

  • 入佇列時:如果s1為空,把s2中所有的元素倒出壓到s1中;否則直接壓入s1
  • 出佇列時:如果s2不為空,把s2中的棧頂元素直接彈出;否則,把s1的所有元素全部彈出壓入s2中,再彈出s2的棧頂元素

比較:與實現一相比較,出佇列時不必每次都搗鼓了。

實現三

思路

    s1是入棧的,s2是出棧的。

  • 入佇列:直接壓入s1即可
  • 出佇列:如果s2不為空,把s2中的棧頂元素直接彈出;否則,把s1的所有元素全部彈出壓入s2中,再彈出s2的棧頂元素

比較

    與實現二相比較,入隊直接入即可,感覺此時已是最優。

參考程式碼

void EnQueue(Stack *s1, Stack *s2, int k)
{
    Push(s1, k);
}

int DeQueue(Stack *s1, Stack*s2)
{
    if(IsStackEmpty(s2) == 1)
    {
        while(IsStackEmpty(s1) == 0)
            {
                Push(s2, Pop(s1));
            }
    }
    if(IsStackEmpty(s2) == 1)
    {
        printf("Empty!\n");
    }
    return Pop(s2);    

複製程式碼

 

2. 兩個佇列實現棧

//前提已知
typedef struct queue
{
        int queuesize;
        int head, tail;
        int *q;
}Queue;

void InitQueue(Queue *q);
void EnQueue(Queue *q, int key);
int DeQueue(Queue *q);
int SizeOfQueue(Queue *q);
int IsQueueEmpty(Queue *q);
int IsQueueFull(Queue *q);

複製程式碼

實現一

思路

    q1是專職進出棧的,q2只是箇中轉站

  • 入棧:直接入佇列q1即可
  • 出棧:把q1的除最後一個元素外全部轉移到隊q2中,然後把剛才剩下q1中的那個元素出佇列。之後把q2中的全部元素轉移回q1中

圖示

   

參考程式碼

void Push(Queue *q1, Queue *q2, int k)
{
        EnQueue(q1, k);
}

int  Pop(Queue *q1, Queue *q2)
{
    int tmp;
    if(IsQueueEmpty(q1) == 1)
    {
       printf("Stack Empty!\n");
    }
    else
    {
        while(SizeOfQueue(q1) != 1)
        {
            EnQueue(q2, DeQueue(q1));
        }
        tmp = DeQueue(q1);
        while(IsQueueEmpty(q2) == 0)
        {
            EnQueue(q1, DeQueue(q2));
        }
        return tmp;
    }
} 

複製程式碼

實現二

思路

    q1是專職進出棧的,q2只是箇中轉站。元素集中存放在一個棧中,但不是指定(q1 或 q2)。

    定義兩個指標:pushtmp:指向專門進棧的佇列q1; tmp:指向臨時作為中轉站的另一個棧q2

  • 入棧:直接入pushtmp所指佇列即可
  • 出棧:把pushtmp的除最後一個元素外全部轉移到佇列tmp中,然後把剛才剩下q1中的那個元素出佇列

比較

    實現二,出棧後就不用轉移回原來的棧了(圖示最後一步),這樣減少了轉移的次數。

參考程式碼

 

void Push(Queue *q1, Queue *q2, int k)
{
        Queue *pushtmp;
        if(!IsQueueEmpty(q1))
        {
            pushtmp = q1;
        }
        else
        {
            pushtmp = q2;
        }
        EnQueue(pushtmp, k);
}

int  Pop(Queue *q1, Queue *q2)
{
    int tmpvalue;
    Queue *pushtmp, *tmp;
    if(!IsQueueEmpty(q1))
    {
        pushtmp = q1;
        tmp = q2;
    }
    else
    {
        pushtmp = q2;
        tmp = q1;
    }

    if(IsQueueEmpty(pushtmp))
    {
       printf("Stack Empty!\n");
    }
    else
    {
        while(SizeOfQueue(pushtmp) != 1)
        {
            EnQueue(tmp, DeQueue(pushtmp));
        }
        tmpvalue = DeQueue(pushtmp);
        return tmpvalue;
    }
}