Рэалізаваць стэк і чаргу з дапамогай Deque


Узровень складанасці Лёгка
Часта пытаюцца ў Фанатыкі GE Healthcare MAQ Мынтра Qualcomm
Адмяніць чаргу чаргу Стэк

Пастаноўка праблемы

Праблема «Рэалізацыя стэка і чаргі з выкарыстаннем Deque» сцвярджае, што трэба напісаць алгарытм рэалізацыі стэка і чаргі з выкарыстаннем Deque (двайно скончаная чарга).

Прыклад (стэк)

Push(1)
Push(2)
Push(3)
Pop()
isEmpty()
Pop()
Size()
3
false
2
1

Прыклад (чарга)

Enqueue(1)
Enqueue(2)
Enqueue(3)
Dequeue
isEmpty()
Size()
Dequeue()
1
false
2
2

 

Алгарытм

A дэке(Doubly Ended Queue) - гэта асаблівы тып чаргі, пры якім устаўка і выдаленне могуць выконвацца на абодвух канцах. Гэта цікавае ўласцівасць Deque можна выкарыстоўваць для рэалізацыі альбо стэка, альбо чаргі з яго.
На малюнку ніжэй намаляваны Deque,

Рэалізаваць стэк і чаргу з дапамогай Deque

Стэк

Стэк гэта структура дадзеных Last In First Out (LIFO), гэта значыць элементы выскокваюць з таго самага боку, куды іх штурхаюць. Давайце выкарыстаем пярэднюю частку Deque для выканання націскной і поп-аперацыі для стэка.

Націск (x)

Каб падсунуць элемент x у стэк, проста дадайце элемент x у пярэдняй частцы Deque.

Складанасць часу = O (1)

Поп ()

Аперацыя ўсплывання адбываецца на тым самым баку, што і ў Push, гэта значыць, каб выцягнуць элемент са стэка, выдаліць элемент, які знаходзіцца на пярэдняй частцы дэка, і вярнуць яго.

Складанасць часу = O (1)

isEmpty ()

Калі Deque пусты, стэк пусты, інакш гэта не так. Такім чынам, вярніце isEmpty з Deque.

Складанасць часу = O (1)

памер ()

Памер стэка такі ж, як і памер Deque, таму вярніце памер deque.

Складанасць часу = O (1)

код

Код JAVA для рэалізацыі стэка з выкарыстаннем deque
import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;
class StackUsingDeque {
    // deque used to implement stack
    private static Deque<Integer> deque;

    private static void push(int x) {
        // Add the element x to the front of Deque
        deque.addFirst(x);
    }

    private static int pop() {
        // if deque is not empty remove an element from the front of deque
        if (!deque.isEmpty()) {
            return deque.removeFirst();
        }
        return -1;
    }

    private static boolean isEmpty() {
        // stack is empty if deque is empty
        return deque.isEmpty();
    }

    private static int size() {
        // size of stack is same as size of Deque
        return deque.size();
    }

    public static void main(String[] args) {
        deque = new LinkedList<>();

        // Example
        push(1);
        push(2);
        push(3);
        System.out.println(pop());
        System.out.println(isEmpty());
        System.out.println(pop());
        System.out.println(size());
    }
}
3
false
2
1
Код C ++ для рэалізацыі стэка з выкарыстаннем deque
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

// deque used to implement stack
deque<int> dq;

void push(int x) {
    // Add the element x to the front of Deque
    dq.push_front(x);
}

int pop() {
    // if deque is not empty remove an element from the front of deque
    if (!dq.empty()) {
        int top = dq.front();
        dq.pop_front();
        return top;
    }
    return -1;
}

int size() {
    // size of stack is same as size of Deque
    return dq.size();
}

bool isEmpty() {
    // stack is empty if deque is empty
    return dq.empty();
}

int main() {
    // Example
    push(1);
    push(2);
    push(3);
    cout<<pop()<<endl;
    if (isEmpty()) {
        cout<<"true"<<endl;
    } else {
        cout<<"false"<<endl;
    }
    cout<<pop()<<endl;
    cout<<size()<<endl;
    
    return 0;
}
3
false
2
1

чаргу

Чарга - гэта структура першага выхаду (FIFO), у якой аперацыі па чарзе і па чарзе выконваюцца з процілеглых бакоў. Давайце будзем выкарыстоўваць пярэднюю частку Deque для працы ў чарзе і заднюю частку Deque для аперацыі па чарзе.

У чарзе (x)

Каб змясціць элемент x у чаргу, проста дадайце элемент у пярэдняй частцы Deque.

Складанасць часу = O (1)

Адмяніць ()

Каб выдаліць элемент з чаргі, выдаліце ​​элемент ззаду Deque і вярніце яго.

Складанасць часу = O (1)

isEmpty ()

,en чаргу пусты, калі Deque пусты, інакш не. Такім чынам, вярніце isEmpty з Deque.

Складанасць часу = O (1)

памер ()

Памер чаргі такі ж, як і ў Deque, таму вярніце памер deque.

Складанасць часу = O (1)

код

Код JAVA для рэалізацыі чаргі з выкарыстаннем deque
import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;
class QueueUsingDeque {
    // deque used to implement queue
    private static Deque<Integer> deque;

    private static void enqueue(int x) {
        // add the element x at the front of deque
        deque.addFirst(x);
    }

    private static int dequeue() {
        // if deque is not empty remove and return the rear of deque
        if (!deque.isEmpty()) {
            return deque.removeLast();
        }
        return -1;
    }

    private static boolean isEmpty() {
        // queue is empty if deque is empty
        return deque.isEmpty();
    }

    private static int size() {
        // size of queue is same as size of deque
        return deque.size();
    }

    public static void main(String[] args) {
        deque = new LinkedList<>();

        // Example
        enqueue(1);
        enqueue(2);
        enqueue(3);
        System.out.println(dequeue());
        System.out.println(isEmpty());
        System.out.println(size());
        System.out.println(dequeue());
    }
}
1
false
2
2
Код C ++ для рэалізацыі чаргі з выкарыстаннем deque
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

// deque used to implement queue
deque<int> dq;

void enqueue(int x) {
    // add the element x at the front of deque
    dq.push_front(x);
}

int dequeue() {
    // if deque is not empty remove and return the rear of deque
    if (!dq.empty()) {
        int front = dq.back();
        dq.pop_back();
        return front;
    }
    return -1;
}

int size() {
    // size of queue is same as size of deque
    return dq.size();
}

bool isEmpty() {
    // queue is empty if deque is empty
    return dq.empty();
}

int main() {
    // Example
    enqueue(1);
    enqueue(2);
    enqueue(3);
    cout<<dequeue()<<endl;
    if (isEmpty()) {
        cout<<"true"<<endl;
    } else {
        cout<<"false"<<endl;
    }
    cout<<size()<<endl;
    cout<<dequeue()<<endl;
    
    return 0;
}
1
false
2
2