【C/C++练习题】用两个栈实现队列

《剑指Offer》面试题9

1 问题

题目：用两个栈实现一个队列。队列的声明如下，请实现它的两个函数appendTail和deleteHead，分别完成在队列尾部插入结点和在队列头部删除结点的功能。

  

   

    

     

    
    

     

      template <typename T> 
     
    
   

    

     

    
    

     

      class CQueue
     
    
   

    

     

    
    

     

      {
     
    
   

    

     

    
    

     

      public:
     
    
   

    

     

    
    

     
    CQueue(void);
     
    
   

    

     

    
    

     

          ~CQueue(void);
     
    
   

    

     

    
    

     
     
     
    
   

    

     

    
    

     
    void appendTail(const T& node);
     
    
   

    

     

    
    

     
    T deleteHead();
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      private:
     
    
   

    

     

    
    

     

          stack<T> stack1;
     
    
   

    

     

    
    

     

          stack<T> stack2;
     
    
   

    

     

    
    

     

      };
     
    
  
 

2 分析

1.栈和队列都是线性表，但是栈只能从一端进行操作，队列从首尾两端进行操作。一个栈stack1作为队列尾部，另一个栈stack2作为队列头。
2.栈对数据的逻辑操作满足"先入后出"，和队列相反。当经过stack1->stack2，原本栈底数据变成栈顶数据(两次反操作，等于一次正操作)
3.stack1 数据入队（队列尾部）、stack2 数据出队（队列头部）

3 代码

  

   

    

     

    
    

     

      #include "iostream"
     
    
   

    

     

    
    

     

      #include "stack"
     
    
   

    

     

    
    

     

      #include <exception>
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      using namespace std;
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      template <typename T> 
     
    
   

    

     

    
    

     

      class CQueue
     
    
   

    

     

    
    

     

      {
     
    
   

    

     

    
    

     

      public:
     
    
   

    

     

    
    

     
    CQueue(void);
     
    
   

    

     

    
    

     

          ~CQueue(void);
     
    
   

    

     

    
    

     
    
     
    
   

    

     

    
    

     
    
     
    
   

    

     

    
    

     
    void appendTail(const T& node);
     
    
   

    

     

    
    

     
    
     
    
   

    

     

    
    

     
    T deleteHead();
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      private:
     
    
   

    

     

    
    

     

          stack<T> stack1;
     
    
   

    

     

    
    

     

          stack<T> stack2;
     
    
   

    

     

    
    

     

      };
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      template <typename T> 
     
    
   

    

     

    
    

     

      CQueue<T> :: CQueue(void){
     
    
   

    

     

    
    

     

      }
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      template <typename T> 
     
    
   

    

     

    
    

     

      CQueue<T> :: ~CQueue(void){
     
    
   

    

     

    
    

     

      }
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      template <typename T> 
     
    
   

    

     

    
    

     

      void CQueue<T> :: appendTail(const T& node)
     
    
   

    

     

    
    

     

      {// 在队列末尾添加一个结点
     
    
   

    

     

    
    

     
	this->stack1.push(node);	//数据压栈
     
    
   

    

     

    
    

     

      }
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      template <typename T> 
     
    
   

    

     

    
    

     

      T CQueue<T> :: deleteHead()
     
    
   

    

     

    
    

     

      {// 队列的头结点出队
     
    
   

    

     

    
    

     
    if(stack2.size()<= 0)
     
    
   

    

     

    
    

     

          {//1.stack2从stack1取数据
     
    
   

    

     

    
    

     
        while(stack1.size()>0)
     
    
   

    

     

    
    

     

              {
     
    
   

    

     

    
    

     

                  T& data = stack1.top();
     
    
   

    

     

    
    

     

                  stack1.pop();
     
    
   

    

     

    
    

     

                  stack2.push(data);
     
    
   

    

     

    
    

     

              }
     
    
   

    

     

    
    

     

          }
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
    //队列空了
     
    
   

    

     

    
    

     
    if(stack2.size() == 0)
     
    
   

    

     

    
    

     

          {
     
    
   

    

     

    
    

     

              cout << "queue is empty" << endl;
     
    
   

    

     

    
    

     
        exit(-1);
     
    
   

    

     

    
    

     

          }
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
    //数据出队
     
    
   

    

     

    
    

     

          T head = stack2.top();	//栈顶元素弹出
     
    
   

    

     

    
    

     

          stack2.pop();			//移除栈顶元素
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
    return head;
     
    
   

    

     

    
    

     

      }
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      void Test(char actual, char expected)
     
    
   

    

     

    
    

     

      {
     
    
   

    

     

    
    

     
    if(actual == expected)
     
    
   

    

     

    
    

     
        printf("Test passed.\n");
     
    
   

    

     

    
    

     
    else
     
    
   

    

     

    
    

     
        printf("Test failed.\n");
     
    
   

    

     

    
    

     

      }
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      int main(int argc, char* argv[])
     
    
   

    

     

    
    

     

      {
     
    
   

    

     

    
    

     

          CQueue<char> queue;
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

          queue.appendTail('a');
     
    
   

    

     

    
    

     

          queue.appendTail('b');
     
    
   

    

     

    
    

     

          queue.appendTail('c');			//cba
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
    char head = queue.deleteHead();	//a出队, cb
     
    
   

    

     

    
    

     
    Test(head, 'a');
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

          head = queue.deleteHead();		//b出队,c
     
    
   

    

     

    
    

     
    Test(head, 'b');
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

          queue.appendTail('d');			//d入队，dc
     
    
   

    

     

    
    

     

          head = queue.deleteHead();		//c出队，d
     
    
   

    

     

    
    

     
    Test(head, 'c');
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

          queue.appendTail('e');			//e入队，ed
     
    
   

    

     

    
    

     

          head = queue.deleteHead();		//d出队，e
     
    
   

    

     

    
    

     
    Test(head, 'd');
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

          head = queue.deleteHead();		//e出队，队空
     
    
   

    

     

    
    

     
    Test(head, 'e');
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
    return 0;
     
    
   

    

     

    
    

     

      }
     
    
  
 

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