用数组实现队列/栈

前置知识

阅读本文前，你需要先学习：

队列/栈基本原理

这篇文章带大家用数组作为底层数据结构实现队列和栈。

用数组实现栈

先用数组实现栈，这个不难，你把动态数组的尾部作为栈顶，然后调用动态数组的 API 就行了。因为数组尾部增删元素的时间复杂度都是 $O(1)$ ，符合栈的要求。

我这里直接用标准库提供的动态数组，如果你想用之前我们实现的 MyArrayList，也是一样的：

// 用数组作为底层数据结构实现栈
#include <vector>

template<typename E>
class MyArrayStack {
private:
    std::vector<E> arr;

public:
    // 向栈顶加入元素，时间复杂度 O(1)
    void push(const E& e) {
        arr.push_back(e);
    }

    // 从栈顶弹出元素，时间复杂度 O(1)
    E pop() {
        E topElement = arr.back();
        arr.pop_back();
        return topElement;
    }

    // 查看栈顶元素，时间复杂度 O(1)
    E peek() const {
        return arr.back();
    }

    // 返回栈中的元素个数，时间复杂度 O(1)
    int size() const {
        return arr.size();
    }
};

能否让数组的头部作为栈顶？

按照我们之前实现 MyArrayList 的逻辑，是不行的。因为数组头部增删元素的时间复杂度都是 $O(n)$ ，不符合要求。

但是我们可以改用前文环形数组技巧中实现的 CycleArray 类，这个数据结构在头部增删元素的时间复杂度是 $O(1)$ ，符合栈的要求。

你直接调用 CycleArray 的 addFirst 和 removeFirst 方法实现栈的 API 就行，我这里就不写了。

用数组实现队列

有了前文环形数组中实现的 CycleArray 类，用数组作为底层数据结构实现队列就不难了吧。直接复用我们实现的 CycleArray，就可以实现标准队列了。当然，一些编程语言也有内置的环形数组实现，你也可以自行搜索使用：

#include <iostream>
#include <deque>

template <typename E>
class MyArrayQueue {
private:
    CycleArray<E> arr;

public:
    MyArrayQueue() {
        arr = CycleArray<E>();
    }

    void push(E t) {
        arr.addLast(t);
    }

    E pop() {
        return arr.removeFirst();
    }

    E peek() {
        return arr.getFirst();
    }

    int size() {
        return arr.size();
    }
};

用数组实现队列/栈

¶用数组实现栈

¶用数组实现队列

用数组实现栈

用数组实现队列