Dequeを使用してスタックとキューを実装する


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デキュー キュー スタック

問題文

「Dequeを使用してスタックとキューを実装する」という問題は、Deque(両端キュー)を使用してスタックとキューを実装するアルゴリズムを作成することを示しています。

例(スタック)

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

例(キュー)

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

 

アルゴリズム

A 両端キュー(両端キュー)は、両端で挿入と削除を実行できる特殊なタイプのキューです。 Dequeのこの興味深いプロパティを使用して、スタックまたはキューを実装できます。
下の画像はDequeを示しています。

Dequeを使用してスタックとキューを実装する

スタック

スタック は後入れ先出し(LIFO)データ構造です。つまり、要素はプッシュされたのと同じ側からポップアウトされます。 Dequeの前面を使用して、スタックのプッシュおよびポップ操作を実行してみましょう。

Push(x)

要素xをスタックにプッシュするには、Dequeの前に要素xを追加するだけです。

時間計算量= O(1)

ポップ()

ポップ操作はプッシュと同じ側で発生します。つまり、スタックから要素をポップするには、両端キューの前面にある要素を削除して返します。

時間計算量= O(1)

isEmpty()

Dequeが空の場合、スタックは空です。それ以外の場合は空ではありません。 したがって、isEmpty ofDequeを返します。

時間計算量= O(1)

サイズ()

スタックのサイズはDequeのサイズと同じなので、dequeのサイズを返します。

時間計算量= O(1)

コード

dequeを使用してスタックを実装するJAVAコード
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
dequeを使用してスタックを実装するC ++コード
#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

キュー

キューは先入れ先出し(FIFO)データ構造であり、エンキューおよびデキュー操作は反対側で実行されます。 Dequeの前面をエンキュー操作に使用し、Dequeの背面をデキュー操作に使用します。

エンキュー(x)

要素xをキューにエンキューするには、Dequeの前に要素を追加するだけです。

時間の複雑さ = O(1)

Dequeue()

要素をキューからデキューするには、Dequeの後ろにある要素を削除して返します。

時間計算量= O(1)

isEmpty()

  キュー Dequeが空の場合は空、それ以外の場合は空ではありません。 したがって、isEmpty ofDequeを返します。

時間計算量= O(1)

サイズ()

キューのサイズはDequeのサイズと同じなので、dequeのサイズを返します。

時間計算量= O(1)

コード

dequeを使用してキューを実装するJAVAコード
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
dequeを使用してキューを実装するC ++コード
#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