每日一题(36) - 用两个栈实现队列

题目来自剑指Offer

题目：

思路：设置两个栈，一个用来接收数据InStack，一个用来输出数据OutStack。

队列空：两个栈都为空，则队列空

队列满：接收数据的InStack栈满了，而且输出数据的OutStack栈中有数据，则满。

入队：

检测接收数据的InStack栈，是否为满。

不满，则直接入InStack栈。满了，检测输出数据的OutStack是否有数据。

如果OutStack栈中有数据，则表示队列满。如果没数据，则把InStack栈中的数据全部导入OutStack栈中。

注意：

（1）这样可能表示队满，会存在空间浪费。

（2）在把InStack栈中的数据全部导入OutStack栈中时，相当于元素先从栈InStack出栈，入栈到OutStack中。

出队列：

检测输出数据的OutStack栈，是否为空。

不空，则直接出OutStack栈。空了，则检测接收数据的InStack是否有数据。

如果InStack栈没数据，则表示队列为空，没有数据要出。

如果InStack栈中有数据，则表示还有数据可以出，则把InStack中的数据全出栈，之后再压入OutStack栈。之后再从OutStack出栈。

代码：

#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;

const int SIZE = 5;

class Queue
{
public:
	Queue();
	void AppendTail(int nData);
	int RemoveHead();
	bool IsEmpty();
	bool IsFull();
private:
	int nTopIn;
	int nTopOut;
	int nArrInStack[SIZE];
	int nArrOutStack[SIZE];
private:
	void MoveInToOut();
};

Queue::Queue()
{
	nTopIn = 0;
	nTopOut = 0;
}

/*
入队列：
判断第一个栈是否有满:
	第一个栈没有满，往第一个栈中插入新元素。
	第一个栈已满，检测第二个栈是否有元素:
		第二个栈已有元素，表示队列已满，报错，结束。
		第二个栈没有元素，未满：
			把第一个栈中元素移动到第二个栈中
			往第一个栈中插入新元素。
*/
void Queue::AppendTail(int nData)
{
	assert(nTopIn > -1 && nTopOut > -1);
	if (nTopIn >= 0 && nTopIn < SIZE)
	{
		nArrInStack[nTopIn++] = nData;
		return;
	}

	if (nTopOut == 0)
	{
		MoveInToOut();
		nArrInStack[nTopIn++] = nData;
	}
	else
	{
		cout<<"队列已满!"<<endl;
		assert(nTopOut != 0);//报错
	}
}

/*
(1)判断第二个栈是否有元素：
	第二个栈有元素，则直接出栈。
	第二个栈没有元素，则去第一个栈看看有没有元素：
		第一个栈有元素，全部压入第二个栈中，之后出栈。
		第一个栈没有元素，表示栈空。报错
*/
int Queue::RemoveHead()
{
	assert(nTopIn > -1 && nTopOut > -1);
	if (nTopOut > 0)
	{
		return nArrOutStack[--nTopOut];
	}
	
	if (nTopIn > 0)
	{
		MoveInToOut();
		return nArrOutStack[--nTopOut];
	}
	else
	{
		cout<<"栈为空!"<<endl;
		assert(nTopIn == 0);
		return -1;
	}
}

bool Queue::IsEmpty()
{
	if (nTopIn == 0 && nTopOut == 0)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

bool Queue::IsFull()
{
	if (nTopIn == SIZE && nTopOut > 0)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

void Queue::MoveInToOut()
{
	assert(nTopOut == 0);
	for (int i = 0;i < nTopIn;i++)
	{
		nArrOutStack[nTopIn - 1 - i] = nArrInStack[i];
	}
	nTopOut = nTopIn;
	nTopIn = 0;
}



int main()
{
	Queue q;
	for (int i = 0;i < 10;i++)
	{
		q.AppendTail(i);
	}
	cout<<"出队列序列: ";
	for (int i = 0;i < 3;i++)
	{
		cout<<q.RemoveHead()<<" ";
	}
	cout<<endl;

	if (!q.IsFull())
	{
		q.AppendTail(1);
	}
	else
	{
		cout<<"队列已满!"<<endl;
	}
	
	system("pause");
	return 1;
}