简述顺序表、链表、栈和队列以及队列实现栈、栈实现队列
顺序表Vector
原理
顺序表存储是将数据元素放到一块连续的内存存储空间,相邻数据元素的存放地址也相邻(逻辑与物理统一)。
使用方法
添加:insert / push_back
删除:erase / pop_back / clear
访问:at / back / begin / end / []
判断是否为空:empty
元素个数:size
优点和缺点
1.优点:
(1)空间利用率高。(局部性原理,连续存放,命中率高)
(2)存取速度高效,通过下标来直接存储。
2.缺点:
(1)插入和删除比较慢,比如:插入或者删除一个元素时,整个表需要遍历移动元素来重新排一次顺序。
(2)不可以增长长度,有空间限制,当需要存取的元素个数可能多于顺序表的元素个数时,会出现"溢出"问题.当元素个数远少于预先分配的空间时,空间浪费巨大。
链表List
分为单链表和、双向链表和循环链表
原理
链表存储是在程序运行过程中动态的分配空间,只要存储器还有空间,就不会发生存储溢出问题,相邻数据元素可随意存放,但所占存储空间分两部分,一部分存放结点值,另一部分存放表示结点关系间的指针。
使用方法
添加:insert/push_back/push_front
删除:clear/erase/pop_back/pop_front/remove/remove_if/unique
访问:begin/end/back/front/rbegin/rend
判断是否为空:empty
元素个数:size
优点和缺点
1.优点:
(1)存取某个元素速度慢。
(2)插入和删除速度快,保留原有的物理顺序,比如:插入或者删除一个元素时,只需要改变指针指向即可。
(3)没有空间限制,存储元素的个数无上限,基本只与内存空间大小有关.
2.缺点:
(1)占用额外的空间以存储指针(浪费空间,不连续存放,malloc开辟,空间碎片多)
(2)查找速度慢,因为查找时,需要循环链表访问,需要从开始节点一个一个节点去查找元素访问。
栈Stack
定义和特点
栈:Stack,又名堆栈,具有后进先出(LIFO-last in first out)的特点,类似于箱子。限定在表的一端进行插入和删除操作的线性表,这一端被称为栈顶,另一端称为栈底。
栈底:栈的底部
栈顶:栈的头部
入栈:插入栈顶元素
出栈:移除栈顶元素
使用方法
插入:push
删除:pop
访问:top
判断是否为空:empty
元素个数:size
队列
定义和特点
队列:Queue,和栈相反,队列是一种先进先出(FIFO-first in first out)的线性表,类似于排队。允许在表的前端进行删除操作,而在表的后端进行插入操作。允许插入的一端称为队尾(rear),允许删除的一端称为队头(front)。
队头:队的头部
队尾:队的尾部
入队:将元素添加到队尾
出队:将队头的元素移除
使用方法
插入:push
删除:pop
访问:front/back
判断是否为空:empty
元素的个数:size
队列实现栈
原理
将队列添加数据的顺序通过两个队列之间的相互转换,使队列中队头到队尾存入数据的顺序和添加顺序相反实现栈的效果
实现过程
假设队列中存放的数据为{3,2,1},先要将数据4添加到队列中
1.先将数据4添加到临时列表qtemp
2.将原队列中的数据依次添加到临时列表qtemp中
3.返回临时列表qtemp
总结步骤:
1.先将新数据添加到临时列表
2.将原队列中的数据依次添加到临时列表中
3.返回临时列表
代码实现
queue<int> GetStack(queue<int> q,int n)
{
if (q.empty())//判断是否为空,为空直接添加
{
q.push(n);
return q;
}
queue<int> qtemp;
qtemp.push(n);
while (!q.empty())
{
qtemp.push(q.front());
q.pop();
}
return qtemp;
}
栈实现队列
原理
将栈添加数据的顺序通过两个栈之间的相互转换,使栈中栈顶到栈底的存入顺序和添加顺序相同实现队列的效果
实现过程
假设栈中存放的数据为{1,2,3},先要将数据4添加到栈中
1.将原栈数据依次移动到临时栈stemp中
2.将数据4压入栈stemp
3.将栈stemp中的数据依次移动到原栈中
4.返回原栈
总结步骤:
1.将原栈数据依次移动到临时栈中
2.将新数据压入临时栈
3.将临时栈中的数据依次移动到原栈中
4.返回原栈
代码实现
stack<int> GetQueue(stack<int> s, int n)
{
if (s.empty())//判断是否为空,为空直接添加
{
s.push(n);
return s;
}
stack<int> stemp;
while (!s.empty())
{
stemp.push(s.top());
s.pop();
}
stemp.push(n);
while (!stemp.empty())
{
s.push(stemp.top());
stemp.pop();
}
return s;
}