careercup-栈与队列 3.3

3.3 栈就像叠盘子，当盘子叠得太高时，就会倾斜倒下。因此，在真实的世界中，当一叠盘子 (栈)超过了一定的高度时，我们就会另起一堆，再从头叠起。实现数据结构SetOfStacks 来模拟这种情况。SetOfStacks由几个栈组成，当前一栈超出容量时，需要创建一个新的栈 来存放数据。SetOfStacks.push()和SetOfStacks.pop()的行为应当和只有一个栈时 表现的一样。

进一步地，

实现函数popAt(int index)在指定的子栈上进行pop操作。

实现第一步：

#include<iostream>

#include<new>

using namespace std;



//myStack表示一个栈

class myStack

{

private:

    int *buf;

    int capacity;

    int cur;

public:

    myStack(int size=10)

    {

        buf=new int[size];

        capacity=size;

        cur=-1;

    }

    ~myStack()

    {

        delete[] buf;

    }

    void push(int x)

    {

        buf[++cur]=x;

    }

    void pop()

    {

        cur--;

    }

    int top()

    {

        return buf[cur];

    }

    bool empty()

    {

        return cur==-1;

    }

    bool full()

    {

        return cur==capacity-1;

    }

};



//一个栈组成的数组

class SetOfStacks

{

private:

    myStack *st;

    int cur;

    int capacity;

public:

    SetOfStacks(int cap=10)

    {

        st=new myStack[cap];

        capacity=cap;

        cur=0;

    }

    ~SetOfStacks()

    {

        delete[] st;

    }

    void push(int x)

    {

        if(st[cur].full())

            cur++;

        if(cur>capacity-1)

            return;

        st[cur].push(x);

    }

    void pop()

    {

        if(st[cur].empty())

            cur--;

        if(cur<0)

            return;

        st[cur].pop();

    }

    int top()

    {

        if(st[cur].empty())

            cur--;

        if(cur<0)

            return 0;

        else

            return st[cur].top();

    }

    bool empty()

    {

        return cur==0&&st[cur].empty();

    }

    bool full()

    {

        return cur==capacity-1&&st[cur].full();

    }

};

int main()

{

    SetOfStacks ss1;

    for(int i=0; i<3*10+1; ++i)

    {

        ss1.push(i);

    }

    while(!ss1.empty())

    {

        cout<<ss1.top()<<endl;

        ss1.pop();

    }

    return 0;

}

 

当加入popAt函数，情况就变得复杂了。因为这时候的数据分布可能出现中间的某些子栈使 用popAt把它们清空了，而后面的子栈却有数据。为了实现方便，我们不考虑因为popAt 带来的空间浪费。即如果我用popAt把中间某些子栈清空了，并不把后面子栈的数据往前移 动。这样一来，cur指向操作的“最后”一个栈，它后面的子栈一定都是空的， 而它本身及前面的子栈由于popAt函数的缘故都有可能是空的。如果没有popAt函数， cur前面的子栈一定都是满的(见上面的例子)。这样一来，push仍然只需要判断一次当前子 栈是否为满。但是，pop函数则要从cur向前一直寻找，直到找到一个非空的子栈， 才能进行pop操作。同理，popAt，top，empty也是一样的。

 

#include<iostream>

#include<new>

using namespace std;



//myStack表示一个栈

class myStack

{

private:

    int *buf;

    int capacity;

    int cur;

public:

    myStack(int size=10)

    {

        buf=new int[size];

        capacity=size;

        cur=-1;

    }

    ~myStack()

    {

        delete[] buf;

    }

    void push(int x)

    {

        buf[++cur]=x;

    }

    void pop()

    {

        cur--;

    }

    int top()

    {

        return buf[cur];

    }

    bool empty()

    {

        return cur==-1;

    }

    bool full()

    {

        return cur==capacity-1;

    }

};



//一个栈组成的数组

class SetOfStacks

{

private:

    myStack *st;

    int cur;

    int capacity;

public:

    SetOfStacks(int cap=10)

    {

        st=new myStack[cap];

        capacity=cap;

        cur=0;

    }

    ~SetOfStacks()

    {

        delete[] st;

    }

    void push(int x)

    {

        if(st[cur].full())

            cur++;

        if(cur>capacity-1)

            return;

        st[cur].push(x);

    }

    void pop()

    {

        while(st[cur].empty())

            cur--;

        if(cur<0)

            return;

        st[cur].pop();

    }

    int top()

    {

        while(st[cur].empty())

            cur--;

        if(cur<0)

            return 0;

        else

            return st[cur].top();

    }

    bool empty()

    {

        while(cur>=0&&st[cur].empty())

            cur--;

        return cur==-1;

    }

    bool full()

    {

        return cur==capacity-1&&st[cur].full();

    }

    void popAt(int idx)

    {

        while(st[idx].empty()) --idx;

        st[idx].pop();

    }

};

int main()

{

    SetOfStacks ss1;

    for(int i=0; i<3*10+1; ++i)

    {

        ss1.push(i);

    }

    for(int i=0; i<10; ++i)

    {

        ss1.popAt(0);

        //ss1.popAt(1);

        ss1.popAt(2);

    }

    while(!ss1.empty())

    {

        cout<<ss1.top()<<endl;

        ss1.pop();

    }

    return 0;

}