设顺序栈 S 中有 2n 个元素,从栈顶到栈底的元素依次为 a2n,a2n-1,…,a1,要求通过一个 循环队列重新排列栈中元素,使得从栈顶到栈底的元素依次为 a2n,a2n-2,…,a4,a2, a2n-1, a2n3, …,a3,a1,请设计算法实现该操作,完整c代码
时间: 2024-11-26 15:01:52 浏览: 29
要实现这个功能,我们可以创建两个数据结构:一个顺序栈S和一个循环队列Q。首先,我们将顺序栈中的元素逐个出栈并入队,然后在队列满的情况下,将元素按照要求的顺序出队,并放入新的位置。这是一个基本的分步描述:
1. 初始化循环队列Q,如果2n超过了队列的最大容量,那么需要考虑队列的大小限制。
2. 循环遍历顺序栈S,从栈顶开始:
- 取出一个元素ai,将其压入循环队列Q的尾部。
- 如果队列已满,需要处理溢出情况。这时,先从队头取出元素,直到队列剩余空间足够容纳ai为止。
3. 当所有元素都进入队列后,开始按要求的顺序从队列头部取出元素:
- 遍历偶数索引的元素(即a2n, a2n-2, ..., a2),并将它们依次弹出并放到新栈的顶部。
- 接着,遍历奇数索引的元素(即a2n-1, a2n-3, ..., a1),同样地弹出并放回原顺序。
以下是完整的C语言代码实现(假设队列大小为MaxQueueSize):
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MaxQueueSize 2 * n + 1
typedef struct {
int* queue;
int front; // 队首元素的索引
int rear; // 队尾元素的索引
} CircularQueue;
// 添加元素到循环队列
void enqueue(CircularQueue* q, int val) {
if (q->rear == q->front) {
printf("Error: Queue overflow\n");
return;
}
q->queue[q->rear++] = val;
}
// 删除并返回队首元素
int dequeue(CircularQueue* q) {
if (q->front == q->rear) {
printf("Error: Queue underflow\n");
return -1;
}
int val = q->queue[q->front++];
return val;
}
// 主函数
void rearrangeStack(int stack[], int n, CircularQueue* q) {
for (int i = n; i >= 1; i--) { // 出栈并入队
enqueue(q, stack[i]);
}
// 按要求顺序出队并放入新栈
for (int i = 0; i <= n - 2; i += 2) { // 取偶数索引元素
int even_val = dequeue(q);
stack[i] = even_val;
}
for (int i = 1; i <= n - 1; i += 2) { // 取奇数索引元素
int odd_val = dequeue(q);
stack[i] = odd_val;
}
}
int main() {
// 假设stack[]存储了2n个元素
int n = 5;
int* stack = ... // 初始化栈
CircularQueue q = {malloc(MaxQueueSize * sizeof(int)), 0, 0};
rearrangeStack(stack, n, &q);
// 输出新栈内容
for (int i = 0; i < 2*n; i++) {
printf("%d ", stack[i]);
}
free(q.queue);
return 0;
}
```
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