用队列模拟栈(C语言实现)

1.用队列模拟栈

用队列模拟栈(C语言实现)_第1张图片

注意此处的格式要求要详细阅读
/**
 * Your MyStack struct will be instantiated and called as such:
 * MyStack* obj = myStackCreate();
 * myStackPush(obj, x);
 
 * int param_2 = myStackPop(obj);
 
 * int param_3 = myStackTop(obj);
 
 * bool param_4 = myStackEmpty(obj);
 
 * myStackFree(obj);
*/

 这是一道学习基础题,可能面试不会碰到,但是有助于我们理解性质。

审题:

1.仅用两个队列。

2.实现类。说明方法的调用是通过调用一个整体类来实现的。

3.可以使用队列的基本操作。(C++里有队列,C原因里没有现成的队列,需要自己疯狂造轮子)

4.示例。读这个能让我们分析到自己应该怎么设计返回值。在后面出题人也对销毁格式等做出了要求。

对代码实现部分1来说几个注意的点:

1. 通过实现类来实现接口。创建一个类:返回值(一个指针)      原因:创建局部对象,出了作用域会被销毁,而且对于OJ题的结构来讲,一般更适合用返回值。创建静态对象,没法实现两个队列的折换。

2.理一下出栈的逻辑:首先队头出数据,队尾入数据。把队头的size-1个数据先入到另一个空队列(从队尾入)里,然后把最后一个数据所谓队头取出,再Pop掉。最后要返回栈顶。注意对于函数内调用有返回值的函数,注意返回值接收。

3.栈的销毁,本质上就是两个队列的销毁。再销毁对象。根据后面题的格式要求。

4.结构:我们通过这可以看到封装的思想。首先最外层是一个类,类里有两个队列。每个队列的成员有两个头尾操纵的指针,每个指针又是链表节点的基本结构单元(next指针和数据data)。其中队列的头尾两个指针的机构,也解决了单链表要传二级指针的问题。

//实现代码部分1
typedef struct {
  Queue q1;
  Queue q2;
} MyStack;
MyStack* myStackCreate() {
    //创建
    MyStack* pst=(MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
    //初始化
    QueueInit(&pst->q1);
    QueueInit(&pst->q2);
    return pst;
}

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

int myStackPop(MyStack* obj) {
    assert(obj);
    Queue * emptyq=&obj->q1;
    Queue * noemptyq=&obj->q2;
    if(!QueueEmpty(&obj->q1))
    {
        emptyq=&obj->q2;
        noemptyq=&obj->q1;
    }
    //将非空队列中的size-1个导入空队列
    while(QueueSize(noemptyq)>1)
    {
        QueuePush(emptyq,QueueFront(noemptyq));
        QueuePop(noemptyq);//去除
    }
    int top=QueueFront(noemptyq);
    //删除非空队列中剩下的最后一个数据,这个数据相当于栈顶的数据
      QueuePop(noemptyq);
      return top;
}
int myStackTop(MyStack* 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);
}

void myStackFree(MyStack* obj) {
    assert(obj);
    QueueDestory(&obj->q1);
    QueueDestory(&obj->q2);
    //先释放两个结构体,
    //再释放队列
    free(obj);
}

复用:队列的代码部分。 

//实现代码部分2
#include
#include
#include
#include
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
	struct QueueNode* next;
	QDataType data;
}QueueNode;

typedef struct Queue
{
	QueueNode* phead;
	QueueNode* ptail;
}Queue;
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	return pq->ptail == NULL && pq->phead == NULL;
}
void QueueInit(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	pq->phead = pq->ptail = NULL;
}
Queue* p1;
void QueueDestory(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	QueueNode* cur = pq->phead;
	while (cur)
	{
		QueueNode* next = cur->next;
		free(cur);

		cur = next;
	}

	pq->phead = pq->ptail = NULL;
}
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
	assert(pq);
	QueueNode* newnode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		printf("malloc fail\n");
		exit(-1);
	}
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;

	if (pq->ptail == NULL)
	{
		pq->phead = pq->ptail = newnode;
	}
	else
	{
		pq->ptail->next = newnode;
		pq->ptail = newnode;
	}
}
void QueuePop(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	if (pq->phead->next == NULL)
	{
		free(pq->phead);
		pq->phead = pq->ptail = NULL;
	}
	else
	{
		QueueNode* next = pq->phead->next;
		free(pq->phead);
		pq->phead = next;
	}
}
int QueueSize(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	// 如果频繁调用这个接口函数,可以在Queue中给一个size记录数据个数
	int n = 0;
	QueueNode* cur = pq->phead;
	while (cur)
	{
		n++;
		cur = cur->next;
	}
	return n;
}

QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));
	return pq->phead->data;
}

QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));
	return pq->ptail->data;
}

 实现代码部分2,其实本质上就是队列的C语言实现。

1.我们回归一下逻辑:与单链表不同的是我们多了两个取头尾数据的操作。注意返回值。

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