《数据结构》C++代码 栈与队列

         线性表中，先进先出的叫队列，先进后出的叫栈。队列常用于BFS，而在函数递归层数过高时，需要手动实现递归过程，这时候便需要写一个“手动栈”。

         有时候，我们会有大量数据频繁出入队列，但同时存在其内的元素却不多，此时需要写“循环队列”。其代码并不难，但里面下标递增的语句值得斟酌一下。

k=(k+1)%maxn;

         这句话用到了取模运算%，是非常浪费时间的。若能避免使用%，则可以大大提高代码运行速度。我做了一个测试，把下面五种语句写法分别运行5×10^8次，在我的机器上用codeblocks10.05各运行5次，取平均数，时间如下所示：

i=(i==maxn-1)?0:(i+1);          // 用时1.582s
if(i==maxn-1) i=0; else ++i;    // 用时1.588s
++i; if(i==maxn) i=0;           // 用时1.605s
++i; i=(i==maxn)?0:i;           // 用时2.040s
i=(i+1)%maxn;                   // 用时4.538s

考虑到codeblocks本身的误差，我单单除去这条语句，将代码其余部分在codeblocks下的运行，依旧5次取平均，时间为：0.015s。

　　因此，算入误差可以发现，前两条语句最快，第三条也不错，第四条较慢，最后一条用了3倍的时间。故而我的代码中采用了第一行的写法，建议大家尽量采用前三行的写法。

下面给出代码：

// 假设储存的信息类型是int

// 栈
class Stack
{
    static const int maxn = 10000;
    int S[maxn],L;
public:
    Stack(): L(0) {}
    void in(int x) { S[L++]=x; }
    int out() { return S[--L]; }
    int size() { return L; }
};

// 队列
class Queue
{
    static const int maxn = 10000;
    int Q[maxn],i,j;
public:
    Queue(): i(0), j(0) {}
    void in(int x) { Q[j++]=x; }
    int out() { return Q[i++]; }
    int size() { return j-i; }
};

// 循环队列
class CycleQueue
{
    static const int maxn = 10000;
    int Q[maxn],i,j;
    void add(int &k) { k=(k==maxn-1)?0:(k+1); }
public:
    CycleQueue(): i(0), j(0) {}
    void in(int x) { Q[j]=x; add(j); }
    int out() { int x=Q[i]; add(i); return x; }
    int size() { return (j>i)?(j-i):(j+maxn-i); } // 此处提醒，循环队列元素个数应在0~maxn-1之间，不可达到maxn
};