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  • Stack与Queue的实现(c++模板实现)

    stack 的实现

    1.特征:先进后出 。只能插入,删除,访问栈顶的元素 !!

    2.实现

    可以用 vector ,list ,deque 来实现。但是 vector和deque 的实现要比list实现的性能好

    #include<iostream>
    #include<deque>
    using namespace std;
    template<class T ,class cont = deque<T> >  //类模板
    class stack{
    
        cont tt ;
    
        public:
        T & top(){
            return tt.front();
        }
        void pop( ){
            tt.pop_front() ;
        }
        void push(T  temp){
            tt.push_front(temp);
        }
        int size(){
            return tt.size();
        }
    };
    int main(void)
    {
        stack<int> st ;
        st.push(1);
        st.pop();
        st.push(2);
        st.push(3);
        st.pop();
        cout << "1,st.top() ==  "  << st.top()  << endl ;
        st.push(4);
        cout << "2,st.top() ==  "  << st.top()  << endl ;
        cout << "3,st.size() ==  "  << st.size()  << endl ;
        return 0;
    }

    运行截图:

    这里写图片描述

    queue 的实现

    1.特征:先进先出 。只能操作队头与队尾的元素 !!

    2.实现

    可以用 list和deque 来实现 。

    #include<iostream>
    #include<deque>
    using namespace std;
    
    template<class T ,class cont = deque<T> >  //类模板
    class queue{
    
        cont tt ;
    
        public:
        T & top(){
            return tt.front();
        }
        T & back(){
            return tt.back();
        }
        void pop( ){
            tt.pop_front() ;
        }
        void push(T  temp){
            tt.push_back(temp);
        }
        int size(){
            return tt.size();
        }
    };
    int main(void)
    {
        queue<int> que ;
        que.push(1);
        que.push(2);
        que.push(3);
        que.pop();
        cout << "1,que.top() ==  "  << que.top()  << endl ;
        cout << "2,que.back() ==  "  << que.back()  << endl ;
    
        que.push(4);
    
        cout << "3,que.top() ==  "  << que.top()  << endl ;
        cout << "4,que.back() ==  "  << que.back()  << endl ;
        cout << "5,que.size() ==  "  << que.size()  << endl ;
        return 0;
    }

    运行截图:

    这里写图片描述

    priority_queue 的实现

    1.特征:与queue 类似 ,只不过根据优先级时时刻刻在调整队中的元素顺序(所采用的排序方法是:堆排序),队头始终是“最大”的元素 ,但不保证整个队列始终有序 ,非常适合贪心算法的实现。

    2.实现

    可以用 vector 和 deque 来实现 。

    默认的元素比较器是 less

    /*********************************************
    我的具体实现:
    1.使用 vector 来实现
    2.自写堆排序 ,因此就直接采用通常意义上的大与小的关系了
    3. 采用模板实现优先队列 
    *********************************************/
    
    #include<iostream>
    #include<vector>
    using namespace std;
    
    class HEAP {   //实现堆排序
        public :
        void HeapAdjust(vector<double>  &vec, double parent, double size) {
            double temp = vec[parent]; // temp保存当前父节点
            double child = 2 * parent + 1; // 先获得左孩子
            while (child < size ){
                // 如果有右孩子结点,并且右孩子结点的值大于左孩子结点,则选取右孩子结点
                if (child + 1 < size  && vec[child] < vec[child + 1]) {
                    child++;
                }
                // 如果父结点的值已经大于孩子结点的值,则直接结束
                if (temp >= vec[child])
                    break;
    
                // 把孩子结点的值赋给父结点
                vec[parent] = vec[child];
                // 选取孩子结点的左孩子结点,继续向下筛选
                parent = child;
                child = 2 * child + 1;
            }
            vec[parent] = temp;
        }
        void heapSort(vector<double> &list) {
    
            // 循环建立初始堆
    
            for (double i = list.size() / 2; i >= 0; i--) {
                HeapAdjust(list, i, list.size());
            }
            // 进行n-1次循环,完成排序
            for (double i = list.size() - 1; i > 0; i--) {
                // 最后一个元素和第一元素进行交换
                double temp = list[i];
                list[i] = list[0];
                list[0] = temp;
    
                // 筛选 R[0] 结点,得到i-1个结点的堆
    
                HeapAdjust(list, 0, i);
            }
        }
    };
    
    template<class T ,class cont = vector<T> >  // 用 vector 来实现
    class priority_queue{
        cont tt ;
        HEAP heap ;
        public:
        T & top(){
            heap.heapSort(tt);
            return tt[0];
        }
        void pop(){  //先按照规则排序,然后移动其余所有元素 ,最后pop_back()
            heap.heapSort(tt);
            for(int i= 0 ;i< tt.size() ;++i){
                tt[i] = tt[i+1];
            }
            tt.pop_back();
        }
        void push(T  temp){
            tt.push_back(temp); 
        }
        int size(){
            return tt.size();
        }
    };
    int main(void)
    {
        priority_queue<double> priority_que ;
        priority_que.push(88.2);
        priority_que.push(56.5);
        priority_que.push(99.6);
        priority_que.pop();
        cout << "1,priority_que.top() ==  "  << priority_que.top()  << endl ;
    
        priority_que.push(44);
    
        cout << "2,priority_que.top() ==  "  << priority_que.top()  << endl ;
        cout << "3,priority_que.size() ==  "  << priority_que.size()  << endl ;
        return 0;
    }

    运行截图:

    这里写图片描述

    附加:priority_queue 自定义优先级比较顺序

    #include<iostream>
    #include<queue>
    using namespace std;
    struct   A {
        A (double _n):tt(_n) {}
        double tt ;
        friend bool operator <  (const A  &a ,const A  &b){
            return a.tt > b.tt ; //反着 “<” 来
        }
    };
    int main(void)
    {
        priority_queue<A> priority_que ;
    
        priority_que.push(A(88.2));
        priority_que.push(A(56.5)) ;
        priority_que.push(A(99.6));
        priority_que.pop();
    
        cout << "1,priority_que.top() ==  "  << priority_que.top().tt   << endl ;
    
        priority_que.push(A(44));
    
        cout << "2,priority_que.top() ==  "  << priority_que.top().tt  << endl ;
        cout << "3,priority_que.size() ==  "  << priority_que.size()  << endl ;
        return 0;
    }

    运行截图:

    这里写图片描述

    关于附加的一点说明:因为我也是刚接触优先队列这东西,所以这种写法只能说能用,我也不太清楚是不是最常用的或者说是最标准的 ,希望在有些方面不要误导读者 ,同时也希望读者能够提出宝贵的意见 ,共同交流进步!

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