栈和队列的相互转换

栈和队列的相互转换

 

　　大家都知道，栈是先进后出，队列是先进先出的。那么如何使用栈来完成队列的功能，又如何用队列完成栈的功能呢？

一、两个栈实现队列

　　两个栈实现队列的方法就是将一个栈用来当作进入元素的入口，当要取出元素的时候，就将这个栈中的元素转入到另外一个栈中，由于先进后出，此时第二个栈中的元素顺序就和第一个栈中的元素顺序相反，这样就实现了一个队列的功能。具体流程如下：

　　1、将元素进栈

　　2、当需要先删除队头元素时，先检查stack2是否为空，如果为空，就将stack1中的元素转移至stack2中，否则直接删除stack2中的元素

　　　　然后删除元素4

　　　　当需要添加新元素5时，就将5添加到stack1中

　　　　这样就简单的利用栈实现了队列的功能。下面用代码的方式阐述这一过程：　　

#include <stack>
#include <exception>
template <typename T> class CQueue
{
public:
    CQueue(void){};
    ~CQueue(void){};
    
    // 在队列末尾添加一个结点
    void appendTail(const T& node){
        stack1.push(node);
    }

    // 删除队列的头结点
    T deleteHead(){
        if(stack2.size()<= 0){　　　　　　　　　　　　　　　　　　//检查stack2是否为空
           while(stack1.size()>0)　　　　　　　　　　　　　　　　//如果stack2为空，且stack1中有元素，就将stack1中的元素移至stack2中
           {
               T& data = stack1.top();
               stack1.pop();
               stack2.push(data);
           }
       }
       if(stack2.size() == 0)　　　　　　　　　　　　　　　　　　 //如果此时stack2还是为空，那么就说明此时两个栈中都没有元素，那么这个队列就为空
           throw new exception("queue is empty");

       T head = stack2.top();　　　　　　　　　　　　　　　　　　 //将stack2中的元素自上而下的弹出
       stack2.pop();

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

　　

二、两个队列实现栈

　　利用队列实现栈其实还是利用另一个来当做缓冲容器，具体流程图如下：

　　1、依次进入1、2、3、4

　　2、如果需要弹出元素4，我们需要先将queue1中的1、2、3元素依次进入queue2中，然后将元素4出队，这样就实现了后进先出

　　3、如果需要添加元素，就先判断哪个队列不为空，然后在不为空的队列中添加新元素，如在此，就在queue2队列中添加新元素5

　　这样就简单的实现了用队列来模拟栈的过程，具体的源代码如下：

#include <queue>
#include <assert.h>
using namespace std;

template<typename T>
class CStack{
private:
    queue<T> queue1;
    queue<T> queue2;
    T TransformData(queue<T> q1, queue<T> q2){　　　　//这个函数用来移动队列中的元素，直到队列中只剩下一个元素的时候，而这个元素就是我们需要删除的元素
        while (q1.size() > 1){
            T& data = q1.front();
            q1.pop();
            q2.push(data);
        }
        T head = q1.front();
        q1.pop();
        return head;
    }
public:
    CStack(){}
    ~CStack(){}
    T Pop(){
        assert(!queue1.empty() || !queue2.empty());        //要判断两个队列都不是空
        T data;
        if (!queue1.empty()){
            data=TransformData(queue1, queue2);
        }
        else{
            data=TransformData(queue2, queue1);
        }
        return data;
    }

    void Push(const T& t){
        if (queue1.empty()){
            queue2.push(t);
        }
        else{
            queue2.push(t);
        }
    }
};

 

 

分类: 数据结构