用队列实现栈(力扣)(图解)(c语言)

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题目:

解题思路:

初始化图:

 总代码:


题目:

请你仅使用两个队列实现一个后入先出(LIFO)的栈,并支持普通栈的全部四种操作(push、top、pop 和 empty)。

实现 MyStack 类:

void push(int x) 将元素 x 压入栈顶。
int pop() 移除并返回栈顶元素。
int top() 返回栈顶元素。
boolean empty() 如果栈是空的,返回 true ;否则,返回 false 。
 

注意:

你只能使用队列的基本操作 —— 也就是 push to back、peek/pop from front、size 和 is empty 这些操作。
你所使用的语言也许不支持队列。 你可以使用 list (列表)或者 deque(双端队列)来模拟一个队列 , 只要是标准的队列操作即可。
 

示例:

输入:
["MyStack", "push", "push", "top", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出:
[null, null, null, 2, 2, false]

解题思路:

如果要用两个队列实现后进先出,我们可以先将数填入一个队列,然后转移前N-1个数,最后导出第N个数,然后交换队列,依次循环,实现。

初始化图:

 

 总代码:

typedef int QDataType;
//队列的一个节点
typedef struct QueueNode
{
	struct QueueNode* next;
	QDataType data;
}QueueNode;
//真正的队列:
typedef struct Queue
{
	QueueNode* head;//指向队头
	QueueNode* tail;//指向队尾
}Queue;
void QueueInit(Queue* pq);//队列初始化
void QueueDestroy(Queue* pq);//摧毁队列
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);//入队
void QueuePop(Queue* pq);//出队
QDataType QueueFront(Queue* pq);//队头数据
QDataType QueueBack(Queue* pq);//队尾数据
int QueueSize(Queue* pq);//队列数据个数
bool QueueEmpty(Queue* pq);//队列是否为空
void QueueInit(Queue* pq)//队列初始化
{
	assert(pq);
	pq->head = pq->tail = NULL;
	//开始都为空
}

void QueueDestroy(Queue* pq)//摧毁队列
{
	assert(pq);
	QueueNode* cur = pq->head;
	while (cur)
	{
		QueueNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	pq->head = pq->tail = NULL;
}

void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)//入队
{
	assert(pq);

	//新开节点
	QueueNode* newnode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		printf("malloc fail\n");
		exit(-1);
	}
	else
	{
		newnode->data = x;
		newnode->next = NULL;
	}

	//如果队列为空,头和尾相同
	if (pq->head == NULL)
	{
		pq->head = pq->tail = newnode;
	}

	//不同,则将尾的下一个指向newnode,然后把newnode赋给tail
	else
	{
		pq->tail->next = newnode;
		pq->tail = newnode;
	}
}

void QueuePop(Queue* pq)//出队
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));
	QueueNode* next = pq->head->next;
	free(pq->head);
	pq->head = next;
	if (pq->head == NULL)
	{
		pq->tail = NULL;
	}
}

QDataType QueueFront(Queue* pq)//队头数据
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));
	return pq->head->data;
}

QDataType QueueBack(Queue* pq)//队尾数据
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));
	return pq->tail->data;
}

int QueueSize(Queue* pq)//队列数据个数
{
	int size = 0;
	QueueNode* cur = pq->head;
	while (cur != NULL)
	{
		size++;
		cur = cur->next;
	}
	return size;
}

bool QueueEmpty(Queue* pq)//队列是否为空
{
	assert(pq);
	if (pq->head == NULL)
	{
		return true;
	}
	return false;
}

typedef struct {
    Queue q1;
    Queue q2;
} MyStack;  


MyStack* myStackCreate() {
     MyStack* NewStack = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
     QueueInit(&NewStack->q1);
     QueueInit(&NewStack->q2);
     return NewStack;
}

void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
    if(QueueEmpty(&obj->q1))
    {
        QueuePush(&obj->q2,x);
    }
    else
    {
        QueuePush(&obj->q1,x);
    }
}

int myStackPop(MyStack* obj) {
    Queue* emptyQ = &obj->q1;
    Queue* nonemptyQ = &obj->q2;
    if(!QueueEmpty(&obj->q1))
    {
        emptyQ = &obj->q2;
        nonemptyQ = &obj->q1;
    }
    
    while(QueueSize(nonemptyQ) > 1)
    {
        QueuePush(emptyQ,QueueFront(nonemptyQ));
        QueuePop(nonemptyQ);
    }
    QDataType top = QueueFront(nonemptyQ);
    QueuePop(nonemptyQ);
    return top;
}

int myStackTop(MyStack* obj) {
    if(QueueEmpty(&obj->q1))
    {
        return QueueBack(&obj->q2);
    }
    return QueueBack(&obj->q1);
}

bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
    if(QueueEmpty(&obj->q1) && QueueEmpty(&obj->q2))
    {
        return true;
    }
    return false;
}

void myStackFree(MyStack* obj) {
    free(obj);
    QueueDestory(&obj->q1);
    QueueDestory(&obj->q2);
    obj = NULL;
}


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