PTA-7-22 堆栈模拟队列

Posted 2020-11-27 veeupup

本题考点：采用堆栈模拟队列

目录

• 解题思路
• 情况分析
• 代码实现

设已知有两个堆栈S1和S2，请用这两个堆栈模拟出一个队列Q。

所谓用堆栈模拟队列，实际上就是通过调用堆栈的下列操作函数:

• int IsFull(Stack S)：判断堆栈S是否已满，返回1或0；
• int IsEmpty (Stack S )：判断堆栈S是否为空，返回1或0；
• void Push(Stack S, ElementType item )：将元素item压入堆栈S；
• ElementType Pop(Stack S )：删除并返回S的栈顶元素。

实现队列的操作，即入队void AddQ(ElementType item)和出队ElementType DeleteQ()。

输入格式:

输入首先给出两个正整数N1和N2，表示堆栈S1和S2的最大容量。随后给出一系列的队列操作：A item表示将item入列（这里假设item为整型数字）；D表示出队操作；T表示输入结束。

输出格式:

对输入中的每个D操作，输出相应出队的数字，或者错误信息ERROR:Empty。如果入队操作无法执行，也需要输出ERROR:Full。每个输出占1行。

输入样例:

3 2
A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 D A 6 D A 7 D A 8 D D D D T

输出样例:

ERROR:Full
1
ERROR:Full
2
3
4
7
8
ERROR:Empty   

解题思路

采用堆栈模拟队列，堆栈是 FILO，而队列是 FIFO，所以如果我们需要用堆栈模拟队列，至少 需要两个栈。

第一个栈栈用来保存输入的值，而采用第二个栈栈来保存从较小的栈中移动过去的值，此时较大的栈顶部就是最先输入的值了。

而在本题中，所给的两个栈的大小不一样，所以需要选定一个栈当作输入栈，一个栈作为输出栈。
如果我们想尽可能保存多的值，我们需要将较小的栈作为输入栈，较大的栈作为输出栈，这是因为：如果把较大的栈作为输入栈的话，较小的栈无法缓冲从较大的栈中转移过来的值。

在输入过程中，一共会遇到这么几种情况（这里假定较小的栈为 s1，较大的栈为 s2）：

情况分析

A（输入）：

1. s1 没满，直接放入 s1 中
2. s1 满了，s2 为空，先把 s1 中的值都暂存到 s2 中，再保存到 s1 中
3. s1 满了， s2 非空，此时需要输出 ERROR：Full （这是因为如果 s1 满了，无论再怎么放入 s1 或者 s2 都会打乱输出的顺序 ）

D（输出）：
4. s2 非空，直接输出 s2.top()
5. s1 非空， s2 为空， 那么将 s1 中的值放入 s2 中，然后输出 s2.top()
6. s1 和 s2 都为空，那么输出 ERROR：Empty

代码实现

完整的代码实现如下：

/*
    Author: Veeupup
 */
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstdint>
#include <stack>
using namespace std;

int s1Size, s2Size;
stack<int> s1; // 容量较小，作为输入栈
stack<int> s2; // 容量较大，作为输出栈

int main()
{
    scanf("%d%d", &s1Size, &s2Size);
    getchar();
    if (s1Size > s2Size)
        swap(s1Size, s2Size); // 较小的为输入栈
    int s1Num = 0, s2Num = 0, tempNum;
    char next;
    while (scanf("%c", &next) != EOF)
    {
        if(next == ‘ ‘)
            continue;
        if (next == ‘A‘)
        {
            scanf("%d", &tempNum);
            if (s1Num < s1Size)
            {   // s1 不满，s2 为空，直接放入 s1 中
                s1.push(tempNum);
                s1Num++;
            }
            else if (s1Num == s1Size && s2Num == 0)
            {   // s1 满，s2 空，将 s1 中都放入 s2 中，再放入 s1 中
                while (!s1.empty())
                {
                    s2.push(s1.top());
                    s1.pop();
                    s2Num++;
                    s1Num--;
                }
                s1.push(tempNum);
                s1Num++;
            }
            else if (s1Num == s1Size && s2Num > 0)
            {   // s1 满，s2 不为空，输出错误
                printf("ERROR:Full
");
            }
        }
        else if (next == ‘D‘)
        {
            if (s2Num > 0)
            {
                printf("%d
", s2.top());
                s2.pop();
                s2Num--;
            }
            else if (s1Num > 0 && s2Num == 0)
            {
                while (!s1.empty())
                {
                    s2.push(s1.top());
                    s2Num++;
                    s1Num--;
                    s1.pop();
                }
                printf("%d
", s2.top());
                s2Num--;
                s2.pop();
            }
            else if (s1Num == 0 && s2Num == 0)
            {
                printf("ERROR:Empty
");
            }
        }
    }
    return 0;
}