【AcWing算法基础】第二讲-数据结构-队列 AcWing 820. 模拟队列

摘要：
数组模拟队列模板题。

题目

实现一个队列，队列初始为空，支持四种操作：

push x – 向队尾插入一个数 $x$；
pop – 从队头弹出一个数；
empty – 判断队列是否为空；
query – 查询队头元素。

现在要对队列进行 $M$ 个操作，其中的每个操作 $3$ 和操作 $4$ 都要输出相应的结果。

输入格式
第一行包含整数 $M$，表示操作次数。
接下来 $M$ 行，每行包含一个操作命令，操作命令为 push x，pop，empty，query 中的一种。

输出格式
对于每个 empty 和 query 操作都要输出一个查询结果，每个结果占一行。
其中，empty 操作的查询结果为 YES 或 NO，query 操作的查询结果为一个整数，表示队头元素的值。

数据范围

$ 1≤M≤100000 $,
$ 1≤x≤109 $,
所有操作保证合法。

输入样例：

10
push 6
empty
query
pop
empty
push 3
push 4
pop
query
push 6

输出样例：

NO
6
YES
4

思路

维护一个数组，用于存放队列中的数；维护一个头指针，一个尾指针，分别用于指向队列的头部和尾部。我们在尾部放入元素，在头部取出元素。当头指针位置在尾指针左侧意味着队列非空，可以初始化头指针和尾指针分别为0和-1.

代码

#include <iostream>

using namespace std;

const int N = 100010;
int q[N], hh, tt;

int query()
{
    return q[hh];                               
}

bool empty()
{
    return tt < hh;                                         
}

void push(int x) 
{
    q[++ tt] = x;                                               
}

void init()
{
    hh = 0, tt = -1;                                              // 1         
}

int main()
{
    init();
    int m;
    cin >> m;
    for (; m--;) {
        string op;
        cin >> op;
        int x;
        if (op == "push") {
            cin >> x;
            push(x);
        } else if (op == "pop") {
            hh ++;
        } else if (op == "empty") {
            cout << (empty() ? "YES" : "NO") << endl;
        } else {
            cout << query() << endl;
        }
    }
    return 0;
}

初始化头指针和尾指针，值不一定非得是0,-1。当我们初始化为0,-1时，头指针在尾指针右边，表明当前队列为空。为什么初始化 hh 要在 tt 右边呢？一般来说，因为考虑队列仅有一个值的情况，此时必须要让 hh 和 tt 指向同一个值（重叠），所以初始化 tt 要在 hh 左边偏移一位，这样我在第一次 push 的时候, tt++ ，和 hh 刚好重叠。也正因为如此，可以用 hh 与 tt 的相对位置来判空。

原题链接：AcWing 820. 模拟队列