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C++数据结构 利用双端队列deque实现双端栈解决思路

www.myexceptions.net  网友分享于:2013-04-26  浏览:332次
C++数据结构 利用双端队列deque实现双端栈
希望用模板实现,求思路和代码

------解决方案--------------------
C/C++ code

7.顺序队列

SeqQueue.h

template<typename Type> class SeqQueue{
public:
    SeqQueue(int sz):m_nrear(0),m_nfront(0),m_ncount(0),m_nMaxSize(sz){
        m_pelements=new Type[sz];
        if(m_pelements==NULL){
            cout<<"Application Error!"<<endl;
            exit(1);
        }
    }
    ~SeqQueue(){
        delete[] m_pelements;
    }
    void MakeEmpty();               //make the queue empty
    bool IsEmpty();
    bool IsFull();
    bool Append(const Type item);   //insert data
    Type Delete();                  //delete data
    Type Get();                     //get data
    void Print();                   //print the queue

private:
    int m_nrear;
    int m_nfront;
    int m_ncount;
    int m_nMaxSize;
    Type *m_pelements;
    
};

template<typename Type> void SeqQueue<Type>::MakeEmpty(){
    this->m_ncount=0;
    this->m_nfront=0;
    this->m_nrear=0;
}

template<typename Type> bool SeqQueue<Type>::IsEmpty(){
    return m_ncount==0;
}

template<typename Type> bool SeqQueue<Type>::IsFull(){
    return m_ncount==m_nMaxSize;
}

template<typename Type> bool SeqQueue<Type>::Append(const Type item){
    if(IsFull()){
        cout<<"The queue is full!"<<endl;
        return 0;
    }
    m_pelements[m_nrear]=item;
    m_nrear=(m_nrear+1)%m_nMaxSize;
    m_ncount++;
    return 1;
}

template<typename Type> Type SeqQueue<Type>::Delete(){
    if(IsEmpty()){
        cout<<"There is no element!"<<endl;
        exit(1);
    }
    Type temp=m_pelements[m_nfront];
    m_nfront=(m_nfront+1)%m_nMaxSize;
    m_ncount--;
    return temp;
}

template<typename Type> Type SeqQueue<Type>::Get(){
    if(IsEmpty()){
        cout<<"There is no element!"<<endl;
        exit(1);
    }
    return m_pelements[m_nfront];
}

template<typename Type> void SeqQueue<Type>::Print(){
    cout<<"front";
    for(int i=0;i<m_ncount;i++){
        cout<<"--->"<<m_pelements[(m_nfront+i+m_nMaxSize)%m_nMaxSize];
    }
    cout<<"--->rear"<<endl<<endl<<endl;
}

Test.cpp

#include <iostream>
using namespace std;

#include "SeqQueue.h"

int main(){
    SeqQueue<int> queue(10);
    int init[10]={1,6,9,0,2,5,8,3,7,4};
    for(int i=0;i<5;i++){
        queue.Append(init[i]);
    }
    queue.Print();

    cout<<queue.Delete()<<endl;
    queue.Print();

    for(int i=5;i<10;i++){
        queue.Append(init[i]);
    }
    queue.Print();

    cout<<queue.Get()<<endl;

    queue.MakeEmpty();
    queue.Print();

    queue.Append(1);
    queue.Print();

    return 0;
}

8、链式队列

QueueNode.h

template<typename Type> class LinkQueue;

template<typename Type> class QueueNode{
private:
    friend class LinkQueue<Type>;
    QueueNode(const Type item,QueueNode<Type> *next=NULL)
        :m_data(item),m_pnext(next){}
private:
    Type m_data;
    QueueNode<Type> *m_pnext;
};

LinkQueue.h

#include "QueueNode.h"

template<typename Type> class LinkQueue{
public:
    LinkQueue():m_prear(NULL),m_pfront(NULL){}
    ~LinkQueue(){
        MakeEmpty();
    }
    void Append(const Type item);   //insert data
    Type Delete();                  //delete data
    Type GetFront();                //get data
    void MakeEmpty();               //make the queue empty
    void Print();                   //print the queue

    bool IsEmpty() const{
        return m_pfront==NULL;
    }

private:
    QueueNode<Type> *m_prear,*m_pfront;
};

template<typename Type> void LinkQueue<Type>::MakeEmpty(){
    QueueNode<Type> *pdel;
    while(m_pfront){
        pdel=m_pfront;
        m_pfront=m_pfront->m_pnext;
        delete pdel;
    }
}

template<typename Type> void LinkQueue<Type>::Append(const Type item){
    if(m_pfront==NULL){
        m_pfront=m_prear=new QueueNode<Type>(item);
    }
    else{
        m_prear=m_prear->m_pnext=new QueueNode<Type>(item);
    }
}

template<typename Type> Type LinkQueue<Type>::Delete(){
    if(IsEmpty()){
        cout<<"There is no element!"<<endl;
        exit(1);
    }
    QueueNode<Type> *pdel=m_pfront;
    Type temp=m_pfront->m_data;
    m_pfront=m_pfront->m_pnext;
    delete pdel;
    return temp;
}

template<typename Type> Type LinkQueue<Type>::GetFront(){
    if(IsEmpty()){
        cout<<"There is no element!"<<endl;
        exit(1);
    }
    return m_pfront->m_data;
}

template<typename Type> void LinkQueue<Type>::Print(){
    QueueNode<Type> *pmove=m_pfront;
    cout<<"front";
    while(pmove){
        cout<<"--->"<<pmove->m_data;
        pmove=pmove->m_pnext;
    }
    cout<<"--->rear"<<endl<<endl<<endl;
}

Test.cpp

#include <iostream>

using namespace std;

#include "LinkQueue.h"

int main(){
    LinkQueue<int> queue;
    int init[10]={1,3,6,8,9,2,0,5,4,7};

    for(int i=0;i<10;i++){
        queue.Append(init[i]);
    }
    queue.Print();

    queue.Delete();
    queue.Print();

    cout<<queue.GetFront()<<endl;
    queue.Print();

    queue.MakeEmpty();
    queue.Print();

    queue.Delete();

    return 0;
}

9、优先级队列

QueueNode.h

template<typename Type,typename Cmp> class PriorityQueue;

template<typename Type,typename Cmp> class QueueNode{
private:
    friend class PriorityQueue<Type,Cmp>;
    QueueNode(const Type item,QueueNode<Type,Cmp> *next=NULL)
        :m_data(item),m_pnext(next){}
private:
    Type m_data;
    QueueNode<Type,Cmp> *m_pnext;
};

Compare.h

template<typename Type> class Compare{    //处理一般比较大小
public:
    static bool lt(Type item1,Type item2);
};

template<typename Type> bool Compare<Type>::lt(Type item1, Type item2){
    return item1<item2;
}

struct SpecialData{
    friend ostream& operator<<(ostream& ,SpecialData &);
    int m_ntenor;
    int m_npir;
};

ostream& operator<<(ostream& os,SpecialData &out){
    os<<out.m_ntenor<<"   "<<out.m_npir;
    return os;
}

class SpecialCmp{        //处理特殊比较大小,用户可添加适当的类
public:
    static bool lt(SpecialData item1,SpecialData item2);
};

bool SpecialCmp::lt(SpecialData item1, SpecialData item2){
    return item1.m_npir<item2.m_npir;
}

PriorityQueue.h

#include "QueueNode.h"
#include "Compare.h"

template<typename Type,typename Cmp> class PriorityQueue{    //Cmp is Designed for compare
public:
    PriorityQueue():m_prear(NULL),m_pfront(NULL){}
    ~PriorityQueue(){
        MakeEmpty();
    }

    void MakeEmpty();               //make the queue empty
    void Append(const Type item);   //insert data
    Type Delete();                  //delete data
    Type GetFront();                //get data
    void Print();                   //print the queue
        
    bool IsEmpty() const{           
        return m_pfront==NULL;
    }
    

private:
    QueueNode<Type,Cmp> *m_prear,*m_pfront;
};

template<typename Type,typename Cmp> void PriorityQueue<Type,Cmp>::MakeEmpty(){
    QueueNode<Type,Cmp> *pdel;
    while(m_pfront){
        pdel=m_pfront;
        m_pfront=m_pfront->m_pnext;
        delete pdel;
    }
}

template<typename Type,typename Cmp> void PriorityQueue<Type,Cmp>::Append(const Type item){
    if(m_pfront==NULL){
        m_pfront=m_prear=new QueueNode<Type,Cmp>(item);
    }
    else{
        m_prear=m_prear->m_pnext=new QueueNode<Type,Cmp>(item);
    }
}

template<typename Type,typename Cmp> Type PriorityQueue<Type,Cmp>::Delete(){
    if(IsEmpty()){
        cout<<"There is no elements!"<<endl;
        exit(1);
    }
    QueueNode<Type,Cmp> *pdel=m_pfront,*pmove=m_pfront;
    while(pmove->m_pnext){  //get the minimize priority's data

        //cmp:: lt is used for compare the two data, if the front one 
        //      is less than the back, then return 1
        if(Cmp::lt(pmove->m_pnext->m_data,pdel->m_pnext->m_data)){
            pdel=pmove;
        }
        pmove=pmove->m_pnext;
    }

    pmove=pdel;
    pdel=pdel->m_pnext;
    pmove->m_pnext=pdel->m_pnext;
    Type temp=pdel->m_data;
    delete pdel;
    return temp;
}

template<typename Type,typename Cmp> Type PriorityQueue<Type,Cmp>::GetFront(){
    if(IsEmpty()){
        cout<<"There is no elements!"<<endl;
        exit(1);
    }
    QueueNode<Type,Cmp> *pdel=m_pfront,*pmove=m_pfront->m_pnext;
    while(pmove){   //get the minimize priority's data
        if(Cmp::lt(pmove->m_data,pdel->m_data)){
            pdel=pmove;
        }
        pmove=pmove->m_pnext;
    }
    return pdel->m_data;
}

template<typename Type,typename Cmp> void PriorityQueue<Type,Cmp>::Print(){
    QueueNode<Type,Cmp> *pmove=m_pfront;
    cout<<"front";

    while(pmove){
        cout<<"--->"<<pmove->m_data;
        pmove=pmove->m_pnext;
    }

    cout<<"--->rear"<<endl<<endl<<endl;
}

Test.cpp

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

#include "PriorityQueue.h"

int main(){
    PriorityQueue<int,Compare<int> > queue;
    int init[10]={1,9,3,5,0,8,2,4,6,7};
    for(int i=0;i<10;i++){
        queue.Append(init[i]);
    }
    queue.Print();

    queue.Delete();

    queue.Print();

    system("pause");
    system("cls");
    
    PriorityQueue<SpecialData,SpecialCmp> spe_queue;
    int init2[5][2]={{34,2},{64,1},{18,3},{24,2},{55,4}};
    SpecialData data[5];
    for(int i=0;i<5;i++){
        data[i].m_npir=init2[i][1];
        data[i].m_ntenor=init2[i][0];
    }
    for(int i=0;i<5;i++){
        spe_queue.Append(data[i]);
    }
    spe_queue.Print();

    cout<<spe_queue.GetFront()<<endl<<endl;
    spe_queue.Delete();
    spe_queue.Print();
    
    
    return 0;
}

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