leetcode：232. 用栈实现队列

一、题目

原题链接：232. 用栈实现队列 - 力扣（LeetCode）

 

函数原型：

typedef struct  //我的队列结构定义

{   

} MyQueue;

MyQueue* myQueueCreate()  //我的队列创建及其初始化

void myQueuePush(MyQueue* obj, int x)  //我的队列入队

int myQueuePop(MyQueue* obj)  //我的队列出队

int myQueuePeek(MyQueue* obj)  //我的队列取队头数据

bool myQueueEmpty(MyQueue* obj)  //我的队列判空

void myQueueFree(MyQueue* obj)  //我的队列销毁

二、思路

1.“我的队列”结构定义

利用两个栈实现队列，因此使用一个结构体，结构体成员包含两个栈s1、s2。

2.“我的队列”创建及其初始化

函数原型返回值类型是“我的队列”结构体指针，因此需要动态申请一个“我的队列”结构体内存空间，并用“我的队列”指针变量接收。随后，调用栈的初始化函数，初始化“我的队列”结构体中的两个栈。

3.“我的队列”入队

由于栈和队列都是从尾部存储数据，因此“我的队列”入队只需将数据入栈进入一个栈即可。

此处选择栈s1作为入栈对象。

4.“我的队列”出队

由于栈删除数据是从尾部删除，而队列删除数据是从头部删除，所以要删除“我的队列”的数据，需要利用栈s1和s2来倒一下数据。先将栈s1中的前n-1个数据入栈到s2中，栈s1的栈底元素直接出栈，无需入栈到栈s2中。然后再将栈s2中的数据全部入栈到栈s1中，由此来实现“我的队列”出队。

5.“我的队列”取队头元素

由于取队头元素是在数据头部进行操作，而栈只能从数据尾部进行操作，因此仍然需要利用两个栈倒一下数据。先将栈s1中的前n-1个数据入栈到栈s2中，然后将栈底元素返回，再将栈s2中的数据重新入栈到s1中，由此来实现“我的队列”取队头元素。

6.“我的队列”判空

由于“我的队列”使用栈s1存储数据的，因此判断“我的队列”是否为空，只要判断栈s1是否为空即可。

7.“我的队列”销毁

先调用栈销毁函数将“我的队列”结构体中的两个栈销毁，再用free函数动态清理掉“我的队列”

三、代码

//栈的结构定义
typedef int STDataType;

typedef struct Stack{
    STDataType *a;
    int top;
    int capacity;
}ST;

//栈的初始化
void STInit(ST* pst)
{
    pst->a=NULL;
    pst->top=0;
    pst->capacity=0;
}

//栈的扩容
void checkcapacity(ST* pst)
{
    if(pst->top==pst->capacity)
    {
        int newcapacity=pst->capacity==0?4:pst->capacity*4;
        STDataType* tmp=(STDataType*)realloc(pst->a,sizeof(STDataType)*newcapacity);
        if(tmp==NULL)
    
        {
            perror("realloc fail");
            exit(-1);
        }
        pst->a=tmp;
        pst->capacity=newcapacity;
    }
}

//入栈
void STPush(ST* pst,STDataType x)
{
    assert(pst);
    checkcapacity(pst);
    pst->a[pst->top++]=x;
}

//出栈
void STPop(ST* pst)
{
    assert(pst);
    
    assert(pst->top);//空栈
    pst->top--;
}

//取栈顶元素
STDataType STTop(ST* pst)
{
    assert(pst);
    assert(pst->top);//空栈
    return pst->a[pst->top-1];
}

//判断栈是否为空
bool STEmpty(ST* pst)
{
    return pst->top==0;
}

//销毁栈
void STDestroy(ST* pst)
{
    assert(pst);
    free(pst->a);
    pst->a=NULL;
    pst->top=0;
    pst->capacity=0;

}

//我的队列
typedef struct {
    ST s1;
    ST s2;
} MyQueue;

//我的队列的创建及其初始化
MyQueue* myQueueCreate() {
    MyQueue* myqueue=(MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
    if(myqueue==NULL)
    {
    
        perror("malloc fail");
        exit(-1);
    }
    STInit(&myqueue->s1);
    STInit(&myqueue->s2);
    return myqueue;
}

//我的队列入队
void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {
    STPush(&obj->s1,x);
}

//我的队列出队
int myQueuePop(MyQueue* obj) {
    while(obj->s1.top>1)
    {
        STPush(&obj->s2,STTop(&obj->s1));
        STPop(&obj->s1);
    }
    int tmp=STTop(&obj->s1);
    STPop(&obj->s1);
    
    while(obj->s2.top>0)
    {
        STPush(&obj->s1,STTop(&obj->s2));
        STPop(&obj->s2);
    }
    return tmp;
}

//我的队列取队头元素
int myQueuePeek(MyQueue* obj) {
    while(obj->s1.top>1)
    {
        STPush(&obj->s2,STTop(&obj->s1));
        STPop(&obj->s1);
    }
    int tmp=STTop(&obj->s1);
    while(obj->s2.top>0)
    {
        STPush(&obj->s1,STTop(&obj->s2));
        STPop(&obj->s2);
    }
    return tmp;
}

//我的队列判空
bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {
    return STEmpty(&obj->s1);
}

//我的队列销毁
void myQueueFree(MyQueue* obj) {
    STDestroy(&obj->s1);
    STDestroy(&obj->s2);
    free(obj);
    obj=NULL;
}

/**
 * Your MyQueue struct will be instantiated and called as such:
 * MyQueue* obj = myQueueCreate();
 * myQueuePush(obj, x);
 
 * int param_2 = myQueuePop(obj);
 
 * int param_3 = myQueuePeek(obj);
 
 * bool param_4 = myQueueEmpty(obj);
 
 * myQueueFree(obj);