数据结构 栈和队列
一、栈
栈是⼀种只允许在⼀端进⾏数据插⼊和删除操作的线性表。
• 进⾏数据插⼊或删除的⼀端称为栈顶，另⼀端称为栈底。不含元素的栈称为空栈。
• 进栈就是往栈中放⼊元素，出栈就是将元素弹出栈顶。
如果定义了⼀个栈结构，那么添加和删除元素只能在栈顶进⾏。不能随意位置添加和删除元素，这是栈这个数据结构的特性，也是规定。
栈的模拟实现：
创建：
1. 本质还是线性表，因此可以创建⼀个⾜够⼤的数组，充当栈结构
2. 再定义⼀个变量n ，⽤来记录栈中元素的个数，同时还可以标记栈顶的位置。
const int N = 1e6 + 10;
int n;
int stk[N];进栈：
这⾥依旧舍弃下标为0 的位置，有效元素从1 开始记录。
进栈操作，那就把元素放在栈顶位置即可。
// 进栈
void push(int x)
{
stk[++n] = x;
}出栈
不⽤真的删除元素，只⽤将元素个数减1 ，就相当于删除栈顶元素。
// 出栈
void pop()
{
n--;
}栈顶元素:
查询栈顶元素。
这⾥要注意，因为栈特殊的规定，不⽀持遍历整个栈中的元素。因此，需要查找栈中元素的时候，只能查找到栈顶元素。
// 栈顶元素
int top()
{
return stk[n];
}判空:
判断栈是否为空
// 判空
bool empty()
{
return n == 0;
}有效元素的个数
// 栈中元素个数
int size()
{
return n;
}二、stack
创建
stack<T> st;
T 可以是任意类型的数据。
size/empty
1. size ：返回栈⾥实际元素的个数；
2. empty ：返回栈是否为空。
时间复杂度：O(1) 。
push/pop
1. push ：进栈；
2. pop ：出栈。
时间复杂度：O(1) 。
top
1. top ：返回栈顶元素，但是不会删除栈顶元素。
时间复杂度：O(1) 。
#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;
int main()
{
stack<int> st;
// 先讲 1~10 进栈
for(int i = 1; i <= 10; i++)
{
st.push(i);
}
while(st.size()) // !st.empty()
{
cout << st.top() << endl;
st.pop();
}
return 0;
}三、队列
队列也是⼀种访问受限的线性表，它只允许在表的⼀端进⾏插⼊操作，在另⼀端进⾏删除操作。
• 允许插⼊的⼀端称为队尾，允许删除的⼀端称为队头。
• 先进⼊队列的元素会先出队，故队列具有先进先出(FirstInFirstOut)的特性。
创建
• ⼀个⾜够⼤的数组充当队列；
• ⼀个变量h 标记队头元素的前⼀个位置；
• ⼀个变量t 标记队尾元素的位置。
const int N = 1e6 + 10;
int h, t; // 队头指针，队尾指针
int q[N]; // 队列⼊队
• 将x这个元素放⼊到队列中。
注意，我们这⾥依旧从下标为1的位置开始存储有效元素。
// ⼊队
void push(int x)
{
q[++t] = x;
}出队
• 删除队头元素。
// 出队
void pop()
{
h++;
}队头
• 返回队列⾥⾯的第⼀个元素。
队尾
• 返回队列⾥⾯的最后⼀个元素
判空
• 判断队列是否为空。
// 队列是否为空
bool empty()
{
return t == h;
}元素个数
• 返回队列⾥⾯元素的个数。
四、queue
创建
queue<T> q;
T 可以是任意类型的数据。
size/empty
size ：返回队列⾥实际元素的个数；
empty ：返回队列是否为空。
push/pop
1. push ：⼊队；
2. pop ：出队。
时间复杂度：O(1) 。
front/back
1. front ：返回队头元素，但不会删除；
2. back ：返回队尾元素，但不会删除。
时间复杂度：O(1) 。
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
typedef pair<int, int> PII;
int main()
{
// 测试 queue
queue<PII> q;
for(int i = 1; i <= 10; i++)
{
q.push({i, i * 10});
}
while(q.size()) // while(!q.empty())
{
auto t = q.front();
q.pop();
cout << t.first << " " << t.second << endl;
}
return 0;
}