careercup-栈与队列 3.3

3.3 栈就像叠盘子，当盘子叠得太高时，就会倾斜倒下。因此，在真实的世界中，当一叠盘子 (栈)超过了一定的高度时，我们就会另起一堆，再从头叠起。实现数据结构SetOfStacks 来模拟这种情况。SetOfStacks由几个栈组成，当前一栈超出容量时，需要创建一个新的栈 来存放数据。SetOfStacks.push()和SetOfStacks.pop()的行为应当和只有一个栈时 表现的一样。

进一步地，

实现函数popAt(int index)在指定的子栈上进行pop操作。

实现第一步：

#include<iostream>
#include<new>
using namespace std;

//myStack表示一个栈
class myStack
{
private:
    int *buf;
    int capacity;
    int cur;
public:
    myStack(int size=10)
    {
        buf=new int[size];
        capacity=size;
        cur=-1;
    }
    ~myStack()
    {
        delete[] buf;
    }
    void push(int x)
    {
        buf[++cur]=x;
    }
    void pop()
    {
        cur--;
    }
    int top()
    {
        return buf[cur];
    }
    bool empty()
    {
        return cur==-1;
    }
    bool full()
    {
        return cur==capacity-1;
    }
};

//一个栈组成的数组
class SetOfStacks
{
private:
    myStack *st;
    int cur;
    int capacity;
public:
    SetOfStacks(int cap=10)
    {
        st=new myStack[cap];
        capacity=cap;
        cur=0;
    }
    ~SetOfStacks()
    {
        delete[] st;
    }
    void push(int x)
    {
        if(st[cur].full())
            cur++;
        if(cur>capacity-1)
            return;
        st[cur].push(x);
    }
    void pop()
    {
        if(st[cur].empty())
            cur--;
        if(cur<0)
            return;
        st[cur].pop();
    }
    int top()
    {
        if(st[cur].empty())
            cur--;
        if(cur<0)
            return 0;
        else
            return st[cur].top();
    }
    bool empty()
    {
        return cur==0&&st[cur].empty();
    }
    bool full()
    {
        return cur==capacity-1&&st[cur].full();
    }
};
int main()
{
    SetOfStacks ss1;
    for(int i=0; i<3*10+1; ++i)
    {
        ss1.push(i);
    }
    while(!ss1.empty())
    {
        cout<<ss1.top()<<endl;
        ss1.pop();
    }
    return 0;
}

当加入popAt函数，情况就变得复杂了。因为这时候的数据分布可能出现中间的某些子栈使 用popAt把它们清空了，而后面的子栈却有数据。为了实现方便，我们不考虑因为popAt 带来的空间浪费。即如果我用popAt把中间某些子栈清空了，并不把后面子栈的数据往前移 动。这样一来，cur指向操作的“最后”一个栈，它后面的子栈一定都是空的， 而它本身及前面的子栈由于popAt函数的缘故都有可能是空的。如果没有popAt函数， cur前面的子栈一定都是满的(见上面的例子)。这样一来，push仍然只需要判断一次当前子 栈是否为满。但是，pop函数则要从cur向前一直寻找，直到找到一个非空的子栈， 才能进行pop操作。同理，popAt，top，empty也是一样的。

#include<iostream>
#include<new>
using namespace std;

//myStack表示一个栈
class myStack
{
private:
    int *buf;
    int capacity;
    int cur;
public:
    myStack(int size=10)
    {
        buf=new int[size];
        capacity=size;
        cur=-1;
    }
    ~myStack()
    {
        delete[] buf;
    }
    void push(int x)
    {
        buf[++cur]=x;
    }
    void pop()
    {
        cur--;
    }
    int top()
    {
        return buf[cur];
    }
    bool empty()
    {
        return cur==-1;
    }
    bool full()
    {
        return cur==capacity-1;
    }
};

//一个栈组成的数组
class SetOfStacks
{
private:
    myStack *st;
    int cur;
    int capacity;
public:
    SetOfStacks(int cap=10)
    {
        st=new myStack[cap];
        capacity=cap;
        cur=0;
    }
    ~SetOfStacks()
    {
        delete[] st;
    }
    void push(int x)
    {
        if(st[cur].full())
            cur++;
        if(cur>capacity-1)
            return;
        st[cur].push(x);
    }
    void pop()
    {
        while(st[cur].empty())
            cur--;
        if(cur<0)
            return;
        st[cur].pop();
    }
    int top()
    {
        while(st[cur].empty())
            cur--;
        if(cur<0)
            return 0;
        else
            return st[cur].top();
    }
    bool empty()
    {
        while(cur>=0&&st[cur].empty())
            cur--;
        return cur==-1;
    }
    bool full()
    {
        return cur==capacity-1&&st[cur].full();
    }
    void popAt(int idx)
    {
        while(st[idx].empty()) --idx;
        st[idx].pop();
    }
};
int main()
{
    SetOfStacks ss1;
    for(int i=0; i<3*10+1; ++i)
    {
        ss1.push(i);
    }
    for(int i=0; i<10; ++i)
    {
        ss1.popAt(0);
        //ss1.popAt(1);
        ss1.popAt(2);
    }
    while(!ss1.empty())
    {
        cout<<ss1.top()<<endl;
        ss1.pop();
    }
    return 0;
}