【LeetCode】用队列实现栈和用栈实现队列（C语言）

目录

1.用队列实现栈

 增删

 求栈顶元素

 判断栈为空

2.用栈实现队列 

 增删

返回队列开头的数据 

判断队列为空

尾言

源码

队列实现栈

栈实现队列

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刚讲完栈和队列，LeetCode上有两题栈与队列的互相实现，简单地讲讲思路和实现吧。

1.用队列实现栈

原题地址：225.用队列实现栈

 题目要求我们用两个队列来实现一个栈，我们知道队列的性质是先进先出，而栈是后进先出，假设随便给我们要的这个栈之中添加几个数，便能画出这样的图

 增删

那这样接下来若要出栈，输出的便是 5 ，但是队列出队的话只能输出 1 。所以我们就要用到另一个队列，把队列1最后一个数前面的数据导入到队列2之后再输出队列1的唯一数。这样就完成了出栈的模拟。

之后把队列1第一个数据删除，一定保证一个队列为空 ，即第二次出栈还是要把非空的队列的数据导入空队列里去。

 若是要入栈操作的话就是直接再非空队列队尾插入数据就可以了，最后面的值不会被导入到另一队列里。所以下次出栈就会将其输出。

 求栈顶元素

找栈顶元素其实与出栈的唯一不同就是，出栈要删除栈顶元素，而求栈顶元素不一样，其要求要有返回值。偷懒的话可以先写求栈顶元素，之后出栈只要复用函数就可以完成了。

 判断栈为空

 前面讲过，必定有一个队列为空，因此不能只检查一个队列而是两个队列都要检查，即两个队列都为空则证明栈为空。

2.用栈实现队列 

原题地址：232.用栈实现队列

其实只要熟悉了队列和栈的基本性质，其实这两题也并不会很难，思路正确了剩下的就只需要注意编写程序时的小细节就可以了。 

 增删

仔细分析题目，要求用两个栈实现一个队列，既然题目都这样要求了只用一个栈明显是不可能的，上一题的经验告诉我，要把数据导入到另一个栈里。

 把数据导到另一个栈后我们惊奇的发现，数据恰好就成了我们想要的样子。这段数据就可以直接输出了。

 这下我们就可以让一个栈专门承载输入数据，另一个栈专门输出数据，输出栈为空时再从输入栈把数据导入到输出栈里面。

返回队列开头的数据 

也是跟删除是一个道理，不过只是返回值并不删除数据。即输出栈没有值就导入输入栈的值进去就可以了。

判断队列为空

 两个栈如果都为空，队列就为空，只有其中一个栈为空是不算的。

 

尾言

 好了，这样今天我们两道题的思路与实现到这里就讲完了，说实在的用C语言写确实是麻烦了一点，但是之前写过栈和队列的话直接把代码复制过去，之后用自己之前写的函数写就可以了。有问题的话一定私信或者评论区指出，一定第一时间回复！！！

源码

队列实现栈

typedef int Qdatatype;
typedef struct Qnode
{
	Qdatatype data;
	struct Queue* next;
}Qnode;

typedef struct Queue
{
	Qnode* head;
	Qnode* tail;
	int size;
}Queue;


void Queueinit(Queue* p)
{
	p->head = NULL;
	p->tail = NULL;
	p->size = 0;
}

bool QueueEmpty(Queue* p)
{
	assert(p);
	return p->head == NULL || p->tail == NULL;
}

void Queuepush(Queue* p, Qdatatype x)
{
	assert(p);

	Qnode* newnode = (Qnode*)malloc(sizeof(Qnode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror(malloc);
		exit(-1);
	}
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
	if (p->head == NULL)
	{
		p->head = p->tail = newnode;
		p->size++;
	}
	else
	{
		p->tail->next = newnode;
		p->tail = newnode;
		p->size++;
	}
}

void Queuepop(Queue* p)
{
	assert(p);
	assert(!QueueEmpty(p));

	Qnode* next = p->head->next;
	free(p->head);
	p->head = next;
	p->size--;
}

Qdatatype Queuefront(Queue* p)
{
	assert(p);
	return p->head->data;
}

void QueueDestroy(Queue* p)
{
	assert(p);

	Qnode* cur = p->head;
	while (cur)
	{
		Qnode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	p->head = p->tail = NULL;
	p->size = 0;
}

Qdatatype Queueback(Queue* p)
{
	assert(p);
	assert(!QueueEmpty(p));

	return p->tail->data;
}

int Queuesize(Queue* p)
{
	assert(p);

	return p->size;
}


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


MyStack* myStackCreate() {
	MyStack* stack = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));     //开辟栈的空间，动态开辟才不是局部变量
	Queueinit(&stack->q1);                                  //两个队列的初始化
	Queueinit(&stack->q2);
	return stack;
}

void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
	assert(obj);
	if (!QueueEmpty(&obj->q1))                      //在非空队列里插入数据，两个都为空则默认插入在第一个里面
	{
		return Queuepush(&obj->q1, x);
	}
	else
	{
		return Queuepush(&obj->q2, x);
	}
}

int myStackPop(MyStack* obj) {
	assert(obj);
	Queue* emptyqueue = &obj->q1;    //一定有一个空队列
	Queue* queue = &obj->q2;         //一个是有数据的队列
	if (QueueEmpty(&obj->q2))        //判断为空的队列
	{
		emptyqueue = &obj->q2;
		queue = &obj->q1;
	}
	while (Queuesize(queue) > 1)
	{
		Queuepush(emptyqueue, Queuefront(queue));    //导入后删除原队列里的数据
		Queuepop(queue);
	}
	int ret = Queuefront(queue);
	Queuepop(queue);
	return ret;
}

int myStackTop(MyStack* obj) {
	assert(obj);
	if (!QueueEmpty(&obj->q1))
	{
		return Queueback(&obj->q1);
	}
	else
	{
		return Queueback(&obj->q2);
	}
}

bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
	assert(obj);

	return QueueEmpty(&obj->q1) && QueueEmpty(&obj->q2);
}

栈实现队列

 

typedef int STdatatype;
typedef struct Stack
{
	STdatatype* data;
	int top;
	int capacity;
}Stack;

void checkcapacity(Stack* p)
{
	STdatatype* newp;
	if (p->top == p->capacity)
	{
		newp = (STdatatype*)realloc(p->data, sizeof(Stack) * p->capacity * 2);
		if (newp == NULL)
		{
			perror(realloc);
			exit(-1);
		}
		p->data = newp;
		p->capacity *= 2;
	}
	if (p == NULL)
	{
		perror(realloc);
		exit(-1);
	}
}
void StackInit(Stack* p)
{
	STdatatype* np = (STdatatype*)malloc(sizeof(STdatatype) * 4);
	if (np)
	{
		p->data = np;
	}
	p->top = 0;
	p->capacity = 4;
}

void StackPush(Stack* p, STdatatype x)
{
	assert(p);
	checkcapacity(p);
	(p->data)[p->top] = x;
	p->top++;
}

void Stackprint(Stack* p)
{
	int i = p->top - 1;
	while (i >= 0)
	{
		printf("%d ", (p->data)[i--]);
	}
	printf("\n");
}

void StackPop(Stack* p)
{
	assert(p);
	assert(p->top);
	p->top--;
}


STdatatype StackTop(Stack* p)
{
	assert(p);
	int top = p->top - 1;
	return (p->data)[top];
}

int StackEmpty(Stack* p)
{
	assert(p);
	if (p->top != 0)
	{
		return 0;
	}
	return 1;
}

void StackDestroy(Stack* p)
{
	assert(p);
	assert(p->data);
	free(p->data);
	p->data = NULL;
	p->top = 0;
	p->capacity = 0;
}


typedef struct          //两个队列一个输出一个输入，输出栈里没数据了之后就从输入里面倒数据过去
{
	Stack S;                //输入
	Stack nullS;            //输出
} MyQueue;

bool myQueueEmpty(MyQueue* obj);
int myQueuePeek(MyQueue* obj);

MyQueue* myQueueCreate()                    //创建队列
{
	MyQueue* queue = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));  //开辟队列空间
	StackInit(&queue->S);								//对两个栈初始化
	StackInit(&queue->nullS);
	return queue;										//返回开辟的队列
}

void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {
	assert(obj);
	StackPush(&obj->S, x);                         //直接在插入的队列里插入数据
}

int myQueuePop(MyQueue* obj) {
	assert(obj); 
	assert(!myQueueEmpty(obj));						//判断队列不为空

	int ret = myQueuePeek(obj);                     //取最上面的值返回
	StackPop(&obj->nullS);                          //pop在peek的基础上增加数据的删除
	return ret;
}

int myQueuePeek(MyQueue* obj) {						//拿最前面的数据
	assert(obj);
	assert(!myQueueEmpty(obj));                     //队列不为空

	if (StackEmpty(&obj->nullS))                    //输出栈为空则倒入数据
	{
		while (!StackEmpty(&obj->S))                //直到输入栈为空，必定一个栈为空
		{
			StackPush(&obj->nullS, StackTop(&obj->S));   //取输入栈最上面导入到输出栈的最下面
			StackPop(&obj->S);                           //清除输入栈的数据
		}
	}
	return StackTop(&obj->nullS);                        //返回最上面的值
}

bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {
	assert(obj);
	return StackEmpty(&obj->nullS) && StackEmpty(&obj->S);  //两个栈都为空则队列为空
}

void myQueueFree(MyQueue* obj) {
	assert(obj);
	StackDestroy(&obj->nullS);								//销毁两个栈
	StackDestroy(&obj->S);
	free(obj);												//销毁队列
}