stackstl - Программирование на языке C++

��: numsystems, ��: stack, ��: Top

19 Стеки, очереди, деки в STL

Язык программирования C++ содержит библиотеку STL (Standart template library, стандартная библиотека шаблонов). В библиотеку STL входят шаблоны для реализации стеков, деков, очередей для произвольных типов данных. Например, чтобы создать стек целых чисел необходимо использовать тип stack<int>, для создания стека строк – stack<string>, для создания стека объектов типа Person – stack<Person>.

Рассмотрим подробнее стеки, очереди, деки в STL. Описание шаблонов stack, queue, deque содержится в одноименных заголовочных файлах, то есть для использования этих структур необходимо подключить один из трех заголовочных файлов:

     #include<stack>
     #include<queue>
     #include<deque>

После этого можно создавать объекты на основе данных шаблонов:

     stack<int> S;      // Стек объектов типа int
     queue<double> Q;   // Очередь объектов типа double
     deque<string> D;   // Дек объектов типа string

После этого с объявленными объектами можно выполнять операции, например:

     S.push(3);      // Положить в стек S число 3
     Q.size();       // Узнать размер очереди Q
     D.pop_front();  // Удалить элемент из начала дека D

Рассмотрим более подробно список методов, присущих шаблонам stack<type>, queue<type>, deque<type> (typeT – это тип данных, хранящихся в соответствующей структуре).

Обратите внимание, что методы удаления pop, pop_front и pop_back в STL не возвращают значения. Кроме того, реализации стека, очереди, дека в STL не содержат проверок на возникновение ошибок, то есть за некорректую работу программы при вызове операций на пустом стеке отвечает сам пользователь.

Метод очистки clear существует только у дека.

Методы шаблона `stack<type>`

type top(): Узнать значение верхнего элемента в стеке
void push(type): Добавить элемент в конец стека
void pop(): Удалить верхний элемент из стека
int size(): Узнать количество элементов в стеке

Методы шаблона `queue<type>`

type front(): Узнать значение первого элемента в очереди
type back(): Узнать значение последнего элемента в очереди
void push(T): Добавить элемент в конец очереди
void pop(): Удалить первый элемент из очереди
int size(): Узнать количество элементов в очереди

Методы шаблона `deque<type>`

T front(): Узнать значение первого элемента в деке
T back(): Узнать значение последнего элемента в деке
void push_front(T): Добавить элемент в начало дека
void push_back(T): Добавить элемент в конец дека
void pop_front(): Удалить первый элемент из дека
void pop_back(): Удалить последний элемент из дека
int size(): Узнать количество элементов в деке
void clear(): Удаляет все элементы из дека

Упражнения

Во всех задачах этого листка (кроме "Пробы пера") данные читаются из файла и выводятся в файл.

Задача @ – Проба пера

Решите задачу I предыдущего листка, используя стандартный deque<int>. Решение сдайте как задачу I в предыдущий контест.

Задача A – Списки по классам

Входной файл: ain.txt

Выходной файл: aout.txt

Программа на вход получает список школьников следующего вида:

     9 Иванов
     10 Петров
     11 Сидоров
     9 Григорьев
     9 Сергеев
     10 Яковлев

В каждой строке сначала записан номер класса (число, равное 9, 10 или 11), затем (через пробел) – фамилия. Необходимо вывести список по классам: сначала всех учащихся 9 класса, затем – 10, затем – 11. Внутри одного класса порядок вывода должен быть таким же, как на входе:

     9 Иванов
     9 Григорьев
     9 Сергеев
     10 Петров
     10 Яковлев
     11 Сидоров

Задача B – Игра в пьяницу

Входной файл: bin.txt

Выходной файл: bout.txt

В игре в пьяницу карточная колода раздается поровну двум игрокам. Далее они вскрывают по одной верхней карте, и тот, чья карта старше, забирает себе обе вскрытые карты, которые кладутся под низ его колоды. Тот, кто остается без карт – проигрывает.

Для простоты будем считать, что все карты различны по номиналу, а также, что самая младшая карта побеждает самую старшую карту ("шестерка берет туза").

Игрок, который забирает себе карты, сначала кладет под низ своей колоды карту первого игрока, затем карту второго игрока (то есть карта второго игрока оказывается внизу колоды).

Напишите программу, которая моделирует игру в пьяницу и определяет, кто выигрывает. В игре участвует 10 карт, имеющих значения от 0 до 9, большая карта побеждает меньшую, карта со значением 0 побеждает карту 9. Программа получает на вход две строки: первая строка содержит 5 карт первого игрока, вторая строка содержит 5 карт второго игрока. Карты перечислены сверху вниз, то есть каждая строка начинается с той карты, которая будет открыта первой.

Программа должна определить, кто выигрывает при данной раздаче и вывести слово first или second, после чего вывести количество ходов, сделанных до выигрыша. Если на протяжении 10⁶ ходов игра не заканчивается, программа должна вывести слово botva.

Пример:

     Вход                     Выход
     1 3 5 7 9                 second 5
     2 4 6 8 0

Задача C – Правильная скобочная последовательность

Входной файл: cin.txt

Выходной файл: cout.txt

Рассмотрим последовательность, состоящую из круглых, квадратных и фигурных скобок. Программа дожна определить, является ли данная скобочная последовательность правильной. Если последовательность правильная, то программа должна вывести строку yes, иначе строку no.

Примеры

     Вход                   Выход
     ([{}])                  yes
     
     ([)]                    no
     
     ()()                    yes
     
     ())(                    no

Формальное определение. Пустая последовательность явлется правильной. Если A – правильная, то последовательности (A), [A], {A} – правильные. Если A и B – правильные последовательности, то последовательность AB – правильная.

Указание: заведите стек, в который будут помещаться все открывающиеся скобки.

Задача D – Постфиксная запись

Входной файл: din.txt

Выходной файл: dout.txt

В постфиксной записи (или обратной польской записи) операция записывается после двух операндов. Например, сумма двух чисел A и B записывается как A B +. Запись B C + D * обозначает привычое нам (B + C) * D, а запись A B C + D * + означает A + (B + C) * D. Достоинство постфиксной записи в том, что она не требует скобок и дополнительных соглашений о приоритете операторов для своего чтения.

Дано выражение в постфиксой записи, содержащее однозначные числа, операции +, -, *. Вычислите значение записанного выражения.

Пример

     Ввод                       Вывод
     8 9 + 1 7 - *               -102

Задача E – Контейнеры

Входной файл: ein.txt

Выходной файл: eout.txt

На складе хранятся контейнеры с товарами N различных видов. Все контейнеры составлены в N стопок. В каждой стопке могут находиться контейнеры с товарами любых видов (стопка может быть изначально пустой).

Автопогрузчик может взять верхний контейнер из любой стопки и поставить его сверху в любую стопку. Необходимо расставить все контейнеры с товаром первого вида в первую стопку, второго вида – во вторую стопку и т.д.

Программа должна вывести последовательность действий автопогрузчика или сообщение о том, что задача решения не имеет.

В первой строке входных данных записано одно натуральное число N, не превосходящее 500. В следующих N строках описаны стопки контейнеров: сначала записано число k_i – количество контейнеров в стопке, а затем k_i чисел виды товара в контейнерах в данной стопке, снизу вверх. В каждой стопке вначале не более 500 контейнеров (в процессе переноса контейнеров это ограничение может быть нарушено).

Программа должна вывести описание действий автопогрузчика: для каждого действия напечатать два числа из какой стопки брать контейнер и в какую стопку класть. (Обратите внимание, что минимизировать количество операций автопогрузчика не требуется.) Если задача не имеет решения, необходимо вывести одно число 0. Если контейнеры изначально правильно размещены по стопкам, то разрешается оставлять выходной файл пустым.