如何在 C++ 中使用单个堆栈实现队列答案

【问题标题】：How to implement queue with a single stack in C++如何在 C++ 中使用单个堆栈实现队列
【发布时间】：2021-09-09 21:09:54
【问题描述】：

在这个 C++ 代码中，我使用单个 stack 实例来实现 Queue。我在 GeeksForGeeks 中找到了这段代码。 Url Here

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class Queue
{
private:
    stack<int> s;

public:
    void enque(int x)
    {
        s.push(x);
    }
    int deque()
    {
        if (s.empty())
        {
            cout << "Q is empty" << endl;
            return -1;
        }
        int x = s.top();
        s.pop();
        if (s.empty())
        {
            return x;
        }
        // I'm not able to understand these 3 lines after this comment
        int item = deque();
        s.push(x);
        return item;
    }
};
int main()
{
    Queue q;
    q.enque(1);
    q.enque(2);
    q.enque(3);
    cout << "Output: " << q.deque() << endl;
    cout << "Output: " << q.deque() << endl;
    cout << "Output: " << q.deque() << endl;
    cout << "Output: " << q.deque() << endl;
    return 0;
}

但我无法理解这 3 行

int item = deque();
s.push(x);
return item;

问题

在递归调用 deque() 之后，编译器如何到达下一行以将 x 再次推送到堆栈。以及如何在递归函数调用后保留 x 的值。

【问题讨论】：

忘记 gfg 垃圾收集，除非您想学习如何编写非常糟糕的 C++ 代码。 Why should I not #include <bits/stdc++.h>?Why is using namespace std; considered bad practice?
在 调试器 中运行代码，并见证变量的修改及其内容。如果您考虑在使用可以选择使用的最糟糕的后端容器（堆栈）实现队列时戴上什么手铐，这也会有所帮助。一支铅笔、一张纸和一些唯一可能的算法的手动迭代就很能说明问题了。
deque 的每个递归调用都使用内存中的不同位置来存储局部变量的值。该内存用于存储x的值。
你应该小心 geeksforgeeks 上的东西。主要是尽量避免它。在许多情况下，它会教授非常非常糟糕的编程实践。 C++ stl 提供了更有效的用法。std::queue 可能会以更好的方式满足您的目的。在您的示例中，您基本上是递归清空堆栈并在底部返回东西。
如果您认为您并没有真正使用单个堆栈，那么代码可能更容易理解，您还使用内置堆栈来临时存储值。可以肯定地说，这是一种非常低效的队列实现方式，请使用适当的队列数据结构

标签： c++ recursion queue stack

【解决方案1】：

代码实际上并没有使用单个堆栈，而是通过对deque 的递归调用将内置堆栈用作第二个堆栈。代码相当于：

#include <iostream>
#include <stack>

class Queue
{
private:
    std::stack<int> s;

public:
    void enque(int x)
    {
        s.push(x);
    }
    int deque()
    {
        if (s.empty())
        {
            std::cout << "Q is empty\n";
            return -1;
        }
        std::stack<int> temp;
        while (s.size() != 1)
        {
            temp.push(s.top());
            s.pop();
        }
        int result = s.top();
        s.pop();
        while (!temp.empty())
        {
            s.push(temp.top());
            temp.pop();
        }
        return result;
    }
};
int main()
{
    Queue q;
    q.enque(1);
    q.enque(2);
    q.enque(3);
    std::cout << "Output: " << q.deque() << "\n";
    std::cout << "Output: " << q.deque() << "\n";
    std::cout << "Output: " << q.deque() << "\n";
    std::cout << "Output: " << q.deque() << "\n";
    return 0;
}

我想不出你以这种方式实现队列的原因，随着队列大小的增长deque 变得越来越昂贵，使用原始代码最终会导致堆栈溢出。如果您需要队列，请使用 std::queue 或 std::deque（默认情况下，std::queue 只是一个包装器 std::deque，它隐藏了 push_front/pop_back 方法）

【讨论】：