Data structures 堆栈和队列：使用数组实现哪个更简单？

我刚从课本练习中得到这个问题

“堆栈和队列ADT可以使用数组实现。使用数组实现哪一个更简单？解释”

我认为首先使用数组可能不是实现堆栈和队列的最佳方法，因为数组中的空间是固定的，除非在每次项目溢出后调整大小

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对此我没有一个完美的答案，但使用数组实现哪一个更简单？

我能想到的唯一区别是，对于堆栈，您只需要跟踪数组中堆栈的前端，而对于队列，您需要跟踪队列的前端和端部

“保持跟踪”表示“为存储数组索引/偏移量”

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除此之外，堆栈和队列上的标准操作在数量上相当相似

push（）

，

pop（）

用于堆栈，而

enqueue（）

，

dequeue（）

用于队列，这两种数据类型都不是特别复杂或难以实现的。

与队列相比，堆栈作为数组实现更好，主要是因为操作类型如何影响阵列本身

队列 对于队列数据结构，您需要能够从一端删除元素并将元素推入另一端。当您有一个数组时，从数组前面添加或删除一个元素相对来说是不好的，因为它涉及到您必须移动每个其他元素以适应新的元素

queue:    [2, 3, 4, 5, 6]
enqueue:  1
queue:    [1, 2, 3, 4, 5, 6] (every element had to shift to fit 1 in the front)

或者，如果您将队列定向到相反的方向

queue:    [1, 2, 3, 4, 5, 6]
dequeue:  1
queue:    [2, 3, 4, 5, 6] (every element had to shift when 1 was removed from the front)

因此，无论队列朝向哪个方向，都会有一些操作（排队或退队），这些操作涉及在数组前面添加/删除一个元素，这反过来会导致其他元素移动，这相对来说效率较低（最好避免，这也是大多数队列不使用数组实现的原因）

堆栈 对于堆栈数据结构，您只需要在同一端添加和删除元素。这使我们能够避免在阵列前端添加/删除元素时遇到的问题。我们只需要调整堆栈的方向，以便在数组的后面添加和删除元素，这样就不会遇到在添加或删除某些内容时必须移动所有元素的问题

stack:  [1, 2, 3, 4]
push:   5
stack:  [1, 2, 3, 4, 5] (nothing had to be shifted)
pop:
stack:  [1, 2, 3, 4] (nothing had to be shifted)

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是的，很明显，对于现实生活中的问题，数组并不是在数据结构中实现队列或堆栈的最佳方法

我认为，堆栈的实现总是比队列的实现容易，因为在堆栈中，我们只需将元素推到最高索引上，然后从相同索引中弹出相同的元素。如果我们想推另一个元素，我们会把它推到同一个索引上。每个操作都在同一索引上执行

但是在队列的情况下，有两个索引可以跟踪，一个是我们必须从中退出元素的索引，另一个是操作排队的索引。

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我们必须为它们相应的操作更新索引（即deque时的front和enqueue时的end）。

你说得对，数组对这两种操作都不是完美的，但你可以做到。考虑一下堆栈和队列需要跟踪的内容。一个比另一个复杂…你有一个很好的观点。他们的复杂性@另一方面，他们的方法不是都有O（1）的时间复杂度吗@约翰3136不是时间复杂性。我在想库萨兰达在回答中所说的话。我只是想让你考虑一下，而不是给你答案。我想说的是，使用数组实现队列更复杂，因为我已经在项目上实现了两个ADT，尽管它们的时间复杂度为O（1）。与stacks@john3136相比，维护队列需要很多代码，在数组中实现队列相对来说比较简单，而且您不必为移动项目付出代价。您只需保留头指针和尾指针，并将数组视为一个数组。这比在数组中实现堆栈稍微复杂一点，但并不可怕。