C语言每日一题（36）队列实现栈功能

力扣 225 用队列实现栈

题目描述

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 。

思路分析

关于栈的功能，见于是基础的数据结构，且如果知道队列的功能也一定会知道栈的功能，这里不过多赘述，直接上思路

基于栈后进先出，而队列先进先出的特点，我们可以定义两个队列，

这里先描述出栈的实现，假设一个队列里已经放好了值，为1，2，3，4，按照队列出队的话，先取到1，但如果出栈的话，就需要取到4，这里另外一个队列就派上用场了，我们可以将队尾前的所有元素出队，并进入到另一个队列里，最后剩下的就是需要出栈的元素，此时我们在去原队列的队头元素即可。

接下来到入栈的实现，关键在于应该入哪个队，如果两队为空，随便一个，但接下来的话如果要方便上述出栈的实现，我们就需要入队到不为空的队列。

紧接着是返回栈顶元素，我们已经知道，队尾就是我们出栈的元素，所以这里直接返回队列的队尾元素即可。

判断栈为空，直接检测两个队列是否同时为空即可。

力扣不提供队列的实现代码，我们需要自己实现

完整代码

队列的实现代码

typedef int QueueDataType;

typedef struct QuNode
{
	QueueDataType data;
	struct QuNode* next;
}QuNode;

typedef struct Queue
{
	QuNode* phead;
	QuNode* ptail;
	int size;
}Queue;

// 初始化队列
void QueueInit(Queue* q);
// 队尾入队列
void QueuePush(Queue* q, QueueDataType data);
// 队头出队列
void QueuePop(Queue* q);
// 获取队列头部元素
QueueDataType QueueFront(Queue* q);
// 获取队列队尾元素
QueueDataType QueueBack(Queue* q);
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* q);
// 检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，如果非空返回0
int QueueEmpty(Queue* q);
//打印队列
void QueuePrint(Queue* q);
// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* q);


// 初始化队列
void QueueInit(Queue* q)
{
	assert(q);
	q->phead = NULL;
	q->ptail = NULL;
	q->size = 0;
}
// 队尾入队列
void QueuePush(Queue* q, QueueDataType data)
{
	assert(q);
	//创建结点
	QuNode* newnode = (QuNode*)malloc(sizeof(QuNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		return;
	}
	newnode->data = data;
	newnode->next = NULL;
	//插入
	if (q->ptail == NULL)
	{
		q->phead = q->ptail = newnode;
	}
	else
	{
		q->ptail->next = newnode;
		q->ptail = newnode;
	}
	q->size++;
}

// 队头出队列
void QueuePop(Queue* q)
{
	assert(q);
	assert(q->phead);
	QuNode* del = q->phead;
	q->phead = q->phead->next;
	free(del);
	del = NULL;
	if (q->phead == NULL)
	{
		q->ptail = NULL;
	}
	q->size--;
}

// 获取队列头部元素
QueueDataType QueueFront(Queue* q)
{
	assert(q);
	assert(q->phead);
	return q->phead->data;
}
// 获取队列队尾元素
QueueDataType QueueBack(Queue* q)
{
	assert(q);
	assert(q->ptail);
	return q->ptail->data;
}
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* q)
{
	assert(q);
	return q->size;
}
// 检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，如果非空返回0
int QueueEmpty(Queue* q)
{
	assert(q);
	if (q->phead == NULL)
	{
		return 1;
	}
	else
	{
		return 0;
		
	}
}

// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* q)
{
	assert(q);
	QuNode* cur = q->phead;
	while (cur)
	{
		QuNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	q->phead = q->ptail = NULL;
	q->size = 0;
}

//打印队列
void QueuePrint(Queue* q)
{
	assert(q);
	QuNode* cur = q->phead;
	while (cur->next!=NULL)
	{
		printf("%d ", cur->data);
		cur = cur->next;
	}
}

实现代码

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


MyStack* myStackCreate() {
    MyStack* pst=(MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));//动态创建栈
    QueueInit(&pst->q1);//栈初始化
    QueueInit(&pst->q2);
    return pst;
}

void myStackPush(MyStack* pst, int x) {
    if(QueueEmpty(&pst->q1))//找出不为空的队列将元素入队
    {
        QueuePush(&pst->q2,x);
    }
    else
    {
        QueuePush(&pst->q1,x);
    }
    
}

int myStackPop(MyStack* pst) {
    Queue* empty=&pst->q1;//假设法，假设q1为空，后面再判断一下结果，不对再反过来
    Queue* noneempty=&pst->q2;
    if(QueueEmpty(&pst->q2))
    {
        empty=&pst->q2;
        noneempty=&pst->q1;
    }

    while(QueueSize(noneempty)>1)//将出栈元素前的所有元素出队，进入到空队列中
    {
        QueuePush(empty,QueueFront(noneempty));
        QueuePop(noneempty);
    }
    int top=QueueFront(noneempty);//取到出栈元素
    QueuePop(noneempty);
    return top;

    
}

int myStackTop(MyStack* pst) {
    if(QueueEmpty(&pst->q1))//返回不为空队列的队尾元素
    {
        return QueueBack(&pst->q2);
    }
    else
    {
        return QueueBack(&pst->q1);
    }
    
}

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

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