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cc150:使用一个数组实现3个栈

2019年11月03日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1643字 ⁄ 字号 评论关闭

         你如何只用一个数组实现三个栈?


       很容易地用一个数组来实现一个栈,压栈就往数组里插入值,栈顶指针加1; 出栈就直接将栈顶指针减1;取栈顶值就把栈顶指针指向的单元的值返回; 判断是否为空就直接看栈顶指针是否为-1。如果要在一个数组里实现3个栈,可以将该数组分为3个部分。如果我们并不知道哪个栈将装 入更多的数据,就直接将这个数组平均分为3个部分,每个部分维护一个栈顶指针, 根据具体是对哪个栈进行操作,用栈顶指针去加上相应的偏移量即可。

class stack3{
public:
	stack3(int size=300){
		buf = new int[size*3];
		ptop[0]=ptop[1]=ptop[2]=-1;
		this->size = size;
	}
    ~stack3(){
    	delete[] buf;
    }
    void push(int stackNum,int val){
    	int idx = stackNum*size + ptop[stackNum] + 1;
    	buf[idx] = val;
    	++ptop[stackNum];
    }
    void pop(int stackNum){
    	--ptop[stackNum];
    }
    int top(int stackNum){
    	int idx = stackNum*size + ptop[stackNum];
    	return buf[idx];
    }
    bool empty(int stackNum){
    	return ptop[stackNum]==-1;
    }
    private:
    	int *buf;
    	int ptop[3];
    	int size;
}; 

     第二种方案。数组不分段,无论是哪个栈入栈,都依次地往这个数组里 存放。这样,我们除了维护每个栈的栈顶指针外,还需要维护每个栈中, 每个元素指向前一个元素的指针。这样一来,某个栈栈顶元素出栈后,它就能正确地找到下 一个栈顶元素。

     所以,数组里存放的不再是基本数据类型的数据,我们需要先定义一个结点结构:

typedef struct node{
    int val,preIdx;
}node;

    数组中的每个元素将是这样一个结点,它保存当前位置的值,和指向上一个结点的索引。

   具体代码如下:

class stack3_1{
public:
    stack3_1(int totalSize = 900){
        buf = new node[totalSize];
        ptop[0]=ptop[1]=ptop[2]=-1;
        this->totalSize = totalSize;
        cur = 0;
    }
    ~stack3_1(){
        delete[] buf;
    }
    void push(int stackNum, int val){
        buf[cur].val = val;
        buf[cur].preIdx = ptop[stackNum];
        ptop[stackNum] = cur;
        ++cur;
    }
    void pop(int stackNum){
        ptop[stackNum] = buf[ptop[stackNum]].preIdx;
    }
    int top(int stackNum){
        return buf[ptop[stackNum]].val;
    }
    bool empty(int stackNum){
        return ptop[stackNum]==-1;
    }

private:
    node *buf;
    int ptop[3];
    int totalSize;
    int cur;
};

     这种实现有一个缺点,在频繁地入栈出栈后,会造成数组空间的大量浪费。 因为当前指针cur是一直递增的,而堆栈在出栈后相应位置的空间将不会再被利用到。 代码中pop函数,只是修改了栈顶指针。如果我们对一个栈先执行出栈,再入栈, 那么再次入栈的位置是在cur,而不是原来栈顶的位置。有没有避免这种空间浪费的方法呢?当然是有的。不过这样一来,对cur的操作就变得复杂 了。第一,每次执行pop操作,检查该元素对应索引是否小于cur,如果是, 将cur更新到该元素索引;否则cur不变。第二,每次执行完push操作,
cur要沿着数组依次向后查找,直到找到第一个空的空间,用它的索引更新cur。 

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