【數據結構】 一個數組實現兩個棧【面試】

以前，我們實現一個棧，輕輕鬆鬆，無需考慮太多因素，即可實現。

現在，要求在一個數組裏實現兩個棧，那麼在數組裏怎麼實現棧呢？

無非就是下標索引，方法也不侷限一種，例如：用奇數下標作爲棧s1的結構，用偶數作爲s2的結構；再者：一前一後的結構，棧s1從前往後，棧s2從後往前。

本人只想到了使用這兩中方法實現，當然，這兩種方法各有利弊。

第一種方法，倘若其中一個棧只入了一個元素，而另一個入了很多元素，那麼會造成內存碎片，但是此方法有利於數組增容；

第二種方法，空間利用率很高，但是不有利於數組增容。

雖然各有利弊，但是實現的機制相同。

在這裏，使用第一種方法實現：

#include <iostream>
using namespace std;

template <class T>
class arrayWithTwoStack
{
public:
    arrayWithTwoStack(int size)
        : top1(-1)
        , top2(-1)
        , _size(size)
    {
        _array = new T[size + 1];
    }

    ~arrayWithTwoStack()
    {
        if (_array)
        {
            delete[] _array;
        }
    }

public:
    void Push(int index, T data)
    {
        if (_size % 2 == 0)
        {
            if ((top1 > _size - 2) || (top2 >= _size - 1))
            {
                cout << "Stack is overflow!" << endl;
                return;
            }
        }
        else
        {
            if ((top1 > _size - 1) || (top2 >= _size - 2))
            {
                cout << "Stack is overflow!" << endl;
                return;
            }
        }

         0是一號棧， 1是二號棧
        if (index == 0)
        {
            if (top1 == -1)
            {
                top1 = 0;
                _array[top1] = data;
            }
            else
            {
                top1 += 2;
                _array[top1] = data;
            }
        }

        if (index == 1)
        {
            if (top2 == -1)
            {
                top2 = 1;
                _array[top2] = data;
            }
            else
            {
                top2 += 2;
                _array[top2] = data;
            }
        }
    }

    T Pop(int index)
    {
        int ret;
        if (index == 0)
        {
            if (top1 < 0)
            {
                return -1;
                cout << "Stack is underflow!" << endl;
            }
            else
            {
                ret = _array[top1];
                top1 -= 2;
            }
        }
        if (index == 1)
        {
            if (top2 < 1) // top2從下標爲1開始
            {
                return -1;
                cout << "Satck is underflow!" << endl;
            }
            else
            {
                ret = _array[top2];
                top2 -= 2;
            }
        }
        return ret;
    }

    T top(int index) // 返回棧頂元素
    {
        if (index == 0 && top1 >= 0)
        {
            return _array[top1];
        }

        if (index == 1 && top2 >= 1)
        {
            return _array[top2];
        }

        cout << "No Top!" << endl;
        exit(0);
    }

    bool isEmpty(int index)
    {
        if (index == 0 && top1 < 0)
            return false;
        if (index == 1 && top2 < 1)
            return false;

        return true;
    }

    void Show()
    {
        if (top1 < 0 && top2 < 1)
        {
            cout << "Stack has no data!" << endl;
            return;
        }
        else
        {
            for (int i = 0; i < _size; i++)
                cout << _array[i] << " ";
        }
        cout << endl;
    }

private:
    T top1;
    T top2;
    int _size;
    T* _array;

};


int main()
{
    arrayWithTwoStack<int> s(10);

    s.Push(0, 0);
    s.Push(0, 2);
    s.Push(0, 4);
    s.Push(1, 1);
    s.Push(1, 3);
    s.Push(1, 5);
    s.Push(1, 7);
    s.Push(0, 6);
    s.Push(0, 8);
    s.Push(1, 9);
    s.Push(0, 10);

    s.Show();

    cout << s.Pop(0) << " ";
    cout << s.Pop(0) << " ";
    cout << s.Pop(0) << " ";
    cout << s.Pop(0) << endl;
    cout << s.Pop(1) << " ";
    cout << s.Pop(1) << " ";
    cout << s.Pop(1) << " ";
    cout << s.Pop(1) << endl;

    cout << s.top(0) << endl;
    cout << s.top(1) << endl;

    s.Pop(0);
    cout << (s.isEmpty(0) ?  "Yes" : "No") << endl;
    cout << (s.isEmpty(1) ? "Yes" : "No") << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

若有紕漏，歡迎指正。