e-olymp 6128. Простой дек

Постановка задачи

Реализуйте структуру данных «дек». Напишите программу, содержащую описание дека и моделирующую работу дека, реализовав все указанные здесь методы. Программа считывает последовательность команд и в зависимости от команды выполняет ту или иную операцию. После выполнения каждой команды программа должна вывести одну строчку. Возможные команды для программы:

push_front

Добавить (положить) в начало дека новый элемент. Программа должна вывести ok.

push_back

Добавить (положить) в конец дека новый элемент. Программа должна вывести ok.

pop_front

Извлечь из дека первый элемент. Программа должна вывести его значение.

pop_back

Извлечь из дека последний элемент. Программа должна вывести его значение.

front

Узнать значение первого элемента (не удаляя его). Программа должна вывести его значение.

back

Узнать значение последнего элемента (не удаляя его). Программа должна вывести его значение.

size

Вывести количество элементов в деке.

clear

Очистить дек (удалить из него все элементы) и вывести ok.

exit

Программа должна вывести bye и завершить работу.

Гарантируется, что количество элементов в деке в любой момент не превосходит [latex]100[/latex]. Все операции:

  • pop_front,
  • pop_back,
  • front,
  • back

всегда корректны.

Объяснение: Количество элементов во всех структурах данных не превышает [latex]10000[/latex], если это не указано особо.

Также условие задачи можно посмотреть здесь.

Входные данные:

Описаны в условии. См. также пример входных данных.

Выходные данные:

Описаны в условии. См. также пример выходных данных.

Тесты

Входные данные Выходные данные
1 push_back 3
push_front 14
size
clear
push_front 1
back
push_back 2
front
pop_back
size
pop_front
size
exit
ok
ok
2
ok
ok
1
ok
1
2
1
1
0
bye
2 push_front 7
push_front 8
push_front 9
pop_back
back
push_front 11
size
pop_back
pop_back
pop_back
push_back 90
front
exit
ok
ok
ok
7
8
ok
3
8
9
11
ok
90
bye
3 push_back -5
push_back -20
push_back 2
pop_front
push_front 7
size
clear
pop_back
push_front 11
size
exit
ok
ok
ok
-5
ok
3
ok
-1
ok
1
bye

Посмотреть работу программы на примере первого теста можно на сайте ideone.

Решение

Описание решения

Чтобы смоделировать работу дека, напишем соответствующий класс class Deque, который будет содержать следующие поля:

  1. int[] data — массив для хранения данных внутри дека;
  2. static final int maxSize = 10000 — статическое неизменное поле, содержащее максимальное количество элементов в деке (по условию задачи 10000);
  3. int size — текущее количество элементов в деке;
  4. int head, end — индексы первого (верхнего) и последнего (нижнего) элементов дека в массиве int[] data.

Так как дек — это структура, в которой элементы можно добавлять и удалять как в начало, так и в конец, то индексы первого и последнего элементов в массиве будут постоянно изменяться при добавлении/удалении в дек объектов. Поэтому крайне важно организовать модель так, чтобы при произвольном добавлении в начало и конец дека новых элементов, массив содержал эти элементы в правильном порядке, а в программе не возникало ошибки выхода за границы массива.

Это сделано следующим образом: изначально индексы первого и последнего элементов массива data равны 0, как и размер массива (это описывается в конструкторе класса Deque). При добавлении в начало дека нового элемента, индекс первого элемента int head будет смещаться на 1 вперед, пока не достигнет верхней границы массива (9999), затем начнет свой отсчет опять с нуля. При добавлении нового элемента в конец дека, смещаться будет индекс последнего элемента, причем вниз, пока не достигнет 0, затем продолжит с верхней границы массива. Такой подход дает возможность непрерывно добавлять и удалять в дек элементы, однако если количество элементов в деке станет максимальным ( if (size == maxSize)), добавить новый элемент уже не получится, для него нужно освободить место.

При запуске программы, сперва создается объект класса Deque dq = new Deque(), затем программа принимает входные данные while((str = br.readLine()) != null) и вызывает соответствующий метод класса Deque.

Описание методов класса:

  1. push_front и push_back — добавление в дек нового элемента. Если текущее количество элементов в деке равен максимально допустимому количеству элементов, добавления происходить не будет, а программа выдаст предупреждающее сообщение. Если дек не пустой, количество элементов увеличится на 1, а сам элемент будет размещен в массиве с соответствующим индексом head или end (в зависимости от того, куда добавляется элемент, в верх или в низ). Этот индекс, соответственно, увеличится или уменьшится на 1. Если количество элементов в деке равно 0, вставка произойдет точно так же, однако индексы head и end останутся прежними, указывая таким образом на один и тот же элемент. После успешной вставки на экран будет выведено сообщение «ok».
  2. pop_front и pop_back — если в деке есть хотя бы 1 элемент, функция возвратит из массива data элемент с индексом head или end (соответственно для каждого метода), при этом этот индекс «двигается» в обратную для себя сторону (индекс верхнего элемента уменьшается, индекс нижнего — увеличивается), а количество элементов в деке уменьшается на 1. Если же дек пуст, функция вернет значение -1.
  3. back и front — методы, аналогичные pop_front и pop_back, с тем отличием, что не будут изменять индексы head и end или количество элементов в деке, а просто возвратят нужные элементы.
  4. size — возвращает количество элементов в деке ( return size;).
  5. clear — приравнивает поля size, head и end к 0, имитируя удаление из дека всех элементов. Выводит на экран сообщение «ok».
  6. exit — выводит на экран сообщение «bye», после чего программа завершит работу.

Посмотреть решение задания можно на сайте e-olymp.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *