使用数组模拟队列、循环队列和栈

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我是靠谱客的博主呆萌小松鼠，这篇文章主要介绍使用数组模拟队列、循环队列和栈，现在分享给大家，希望可以做个参考。

在一些考试题中以及笔试面试的过程中，在需要使用stack和queue的时候，可能被要求不能使用STL中相关的库函数，也就意味着我们需要使用纯C进行编程。但是如果在考试中或者笔试面试中，为了要使用栈和队列，而去写一个完整的数据结构是比较大费周章，况且在时间上也不一定允许，因此，使用数组来模拟栈和队列的实现是一种明智的选择，原因有两个：
一、使用数组模拟队列和栈可以简化编程的复杂度，节省时间，比如在dfs()和bfs()可以花更多的时间来思考这两个逻辑的实现。
二、使用数组模拟的栈和队列在效率上比标准库的容器类高很多,可以使得程序执行的速度更快。

1.数组模拟栈的实现

数组模拟栈的的实现，在栈顶指针的处理上，一般有两种处理方式top=-1,和top=0,也就意味着在这两种情况下对栈的操作是不相同的。
(1)top=-1

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#include  <stdio.h>
#define MAX 100 //定义栈的大小

int s[MAX];
int top = -1;//初始的栈顶指针为-1

void push(int x) {
	if(isFull()) return;
	else s[++ top] = x;
}
void pop() {
	if(isEmpty()) return;
	else top --;
}
int top() {
	if(isEmpty()) return -1;
	else return s[top];
}
bool isEmpty() {return top == -1;}
bool isFull() {return top == MAX-1;}

(1)top=0

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#include  <stdio.h>
#define MAX 100 //定义栈的大小

int s[MAX];
int top = 0;//初始的栈顶指针为0

void push(int x) {
	if(isFull()) return;
	else s[top ++] = x;
}
void pop() {
	if(isEmpty()) return;
	else top --;
}
int top() {
	if(isEmpty()) return -1;
	else return s[top-1];
}
bool isEmpty() {return top == 0;}
bool isFull() {return top == MAX;}

至于选择哪种来使用，看大家的习惯。

2.数组模拟栈的实现

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#include <stdio.h>
#define N 100

int q[N];
int f=-1, r=-1;//初始定义队头和队尾指针均为-1

void push(int x) {
	if(isFull()) return;
	q[++ r]  = x;
}
int front() {
	if(isEmpty()) return -1;
	return q[++ f];
}
bool isEmpty() {return f==r;}
bool isFull() {return r==N-1;}

3.数组模拟循环队列的实现

循环队列本质上是为了解决队列假溢出的问题，假溢出可能会造成大量的存储空间的浪费。循环队列虽然能够解决上述的问题，但是在判断队列空和队列满的两种状态上需要处理的比较好，非则也会出现不知队列是空还是满。目前比较常用的方式是：牺牲一个位置存储空间来判别队列的两种状态。

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#include <stdio.h>

#define N 6
int q[N];
int hh=0, tt=0

void push(int x) {
	if(isFull()) return;
	q[tt ++] = x;
	tt = (tt + 1) % N;
}
int front() {
	if(isEmpty()) return -1;
	int res = q[hh];
	hh = (hh + 1)  % N;
	return res;
}
bool isEmpty() {return hh==tt;}
bool isFull() {return (tt + 1) % N == hh;} 
int length() {return (tt - hh + N) % N;}