备战蓝桥杯 队列和queue详解
目录
队列的概念
队列的静态实现
总代码
stl的queue
队列算法题
1.队列模板题
2.机器翻译
3.海港
双端队列
队列的概念
和栈一样，队列也是一种访问受限的线性表，它只能在表头位置删除，在表尾位置插入，队列是先进先出（FIFO）栈是后进先出（LIFO）
队列的静态实现
我们用一个比较大的数组来表示队列，h表示队头的前一个元素，t表示队尾元素
队列的创建
#include <iostream>
using namespace std;
const int N = 1e5 + 10;
int q[N], h, t;队列的插入
void push(int x)
{
q[++t] = x;
}和顺序表的尾插差不多，时间复杂度是O（1）
队列的删除
我们的删除直接让头指针向前移动一位就行了
void pop()
{
h++;
}查询队头元素
h指向的是队头的前一个元素的下标，所以h+1是队头的下标
int front()
{
return q[h + 1];
}查询队尾元素
t就是队尾元素的下标
int back()
{
return q[t];
}队列判空
当我们只剩一个元素的时候，h指向这个元素的前面，t指向这个元素，如果删除的话，h++ h就和t相等了，这和我们刚开始没有元素的状态也是一致的，所以h==t就是我们判断队列为空的要点
bool empty()
{
return h == t;
}队列有效元素个数
由于我们h和t是左开右闭的，所以t-h就是中间的元素个数，比如h指向1，t指向3的时候，下标2，3就是我们的元素，3-1=2就是元素个数是一致的
int size()
{
return t - h;
}测试
总代码
#include <iostream>
using namespace std;
const int N = 1e5 + 10;
int q[N], h, t;
void push(int x)
{
q[++t] = x;
}
void pop()
{
h++;
}
int front()
{
return q[h + 1];
}
int back()
{
return q[t];
}
bool empty()
{
return h == t;
}
int size()
{
return t - h;
}
int main()
{
for (int i = 1; i <= 10; i++)
{
push(i);
}
while (size())
{
cout << front() << " " << back() << endl;
pop();
}
return 0;
}stl的queue
测试代码
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
typedef pair<int, int> PII;
int main()
{
queue <PII> q;
for (int i = 1; i <= 10; i++)
{
q.push({ i,i * 10 });
}
while (!q.empty())
{
auto t = q.front();
int first = t.first;
int second = t.second;
cout << first << " " << second << endl;
q.pop();
}
}测试结果
队列算法题
1.队列模板题
#include <iostream>
using namespace std;
const int N = 1e4+10;
int q[N],h,t;
int main()
{
int n,op,x;
cin >> n;
while(n--)
{
cin >> op;
if(op == 1)
{
cin >> x;
q[++t] = x;
}
else if(op == 2)
{
if(t-h == 0) cout << "ERR_CANNOT_POP" << endl;
else h++;
}
else if(op == 3)
{
if(t-h == 0) cout << "ERR_CANNOT_QUERY" << endl;
else cout << q[h+1] << endl;
}
else
{
cout << t-h << endl;
}
}
}2.机器翻译
我们可以用队列来模拟这个内存存储的单元格，此外我们还需要一个bool数组来判断某个单词在不在内存中
下面是我们的实现的代码
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
const int N = 1010;
bool st[N];
int cnt;
queue <int> q;
int main()
{
int n,m;
cin >> m >> n;
while(n--)
{
int x; cin >> x;
if(st[x]);
else{
q.push(x);
st[x] = true;
cnt++;
if(q.size() > m)
{
st[q.front()] = false;
q.pop();
}
}
}
cout << cnt << endl;
}3.海港
这道题我们用队列来模拟，我们用一个数组来记录每个国家的人数，当每个国家从0变1时，种类加1，从1变0时，种类减1
先把每个船的信息入队列，用pair类型，<时间，国家>来入队列，每次入队列判断种类是否加1
每个船的信息入完了之后，要判断队列合不合法，如果队头的时刻和队尾的时刻差值超过24小时，我们就要把第一个时刻的信息出队列，出队列的时候再次判断要不要让种类减1
每次一个信息弄完就打印一下种类
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
const int N = 1e5+10;
typedef pair<int,int> PII;
int t,k;
int cnt[N];//记录每个国家的人数，从0到1时种类加1，从1到0时种类减1，其他不变
int kinds;//记录国家种类
queue <PII> q;
int main()
{
int n;
cin >> n;
while(n--)
{
cin >> t >> k;
while(k--)
{
int x;
cin >> x;
q.push({t,x});
if(cnt[x]++ == 0)
{
kinds++;
}
}
//让队列合法
while(q.size() && (q.back().first - q.front().first >= 86400))
{
int tmp;
tmp = q.front().second;
if(cnt[tmp]-- == 1)
{
kinds--;
}
q.pop();
}
cout << kinds << endl;
}
return 0;
} 双端队列
什么是双端队列？
双端队列也是一种特殊的线性表，它允许在表的两端插入和删除元素
我们就不实现它的模拟实现了
我们直接用stl现成的双端队列deque测试一下
头插头删
#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;
struct node {
int x, y, z;
};
deque <node> q;
int main()
{
//头插和头删
for (int i = 1; i <= 5; i++)
{
q.push_front({ i,i * 5,i * 10 });
}
while (q.size())
{
auto t = q.front();
q.pop_front();
cout << t.x << " " << t.y << " " << t.z << endl;
}
}
同理尾插和尾删
#include <iostream>
#include <deque>
using namespace std;
struct node {
int x, y, z;
};
deque <node> q;
int main()
{
//尾插和尾删
for (int i = 1; i <= 5; i++)
{
q.push_back({ i,i * 5,i * 10 });
}
while (q.size())
{
auto t = q.back();
q.pop_back();
cout << t.x << " " << t.y << " " << t.z << endl;
}
}