最有效的方式实现堆栈和队列？

Question

在单个数据结构中，有效地实现堆栈和队列的最合适方法是什么。元素的数量是无限的。检索和插入都应该在固定的时间内发生。

Answer 1

双向链表，具有您想要的所有计算复杂性属性，但缓存局部性较差。

允许在头部和尾部追加和删除的 ring buffer (array) 具有相同的复杂性特征。它使用动态数组，一旦元素数量超出其容量，就需要重新分配。

但是，类似于数组列表/向量通常在顺序访问和链接列表的实践中更快。在大多数情况下，它比使用双向链表实现更快，内存效率更高。

这是dequeue抽象数据结构的可能实现之一，例如， Java中的ArrayDeque<E>实现。

Answer 2

双向链表最适合这个。列表中的每个节点都有两个引用：一个引用它之前的项目，另一个引用它之后的项目。主列表对象维护对列表前面的项目和列表后面的项目的引用。

任何时候它插入一个项目，列表：

1. 创建一个新节点，为其提供对列表中前一个或最后一个节点的引用（取决于您是添加到前面还是后面）。
2. 将前一个或最后一个节点连接到指向新创建的节点。
3. 更新自己对第一个或最后一个节点的引用，以指向新节点。

从列表的正面或背面删除项目可以有效地反转此过程。

插入结构的正面或背面始终是O（1）操作。

Answer 3

doubly linked list可以解决这个问题，所有操作都需要一段时间：

• 它允许push()或enqueue()将元素附加到。{ 在恒定时间列出。
• 它允许pop()删除常量时间中的最后一个元素
• 它允许dequeue()删除第一个元素，也是在恒定时间内。