LeetCode 225.用队列实现栈（详解） ૮꒰ ˶• ༝ •˶꒱ა

题目详情：

思路：1.定义两个队列用于存储栈的数据，其中一个为空。

          2.对我们定义的栈进行入数据，就相当于对不为空的队列进行入数据。

          3.对我们定义的栈进行删除，相当于取出不为空的队列中的数据放到为空的队列中，直到此时只剩下一个数据；对剩下的数据进行取出后删除。也就相当于对当前的栈进行删除。（对于栈的顶删相当于对队列的尾删）

        3.返回栈的顶部元素

        4.销毁栈

 注意：用c语言实现队列，没法直接引用，这里需要自己创建一个队列，再完成上述操作。如果还不会队列的小伙伴可以看看我的这篇博客数据结构--队列【详解】~(˶‾᷄ꈊ‾᷅˵)~-CSDN博客

 

 队列的实现：

typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{//队列的定义与声明
	struct QueueNode* next;
	QDataType data;
}QNode;
//创建一个结构体用于存储队列头尾指针
typedef struct Queue
{
	QNode* head;
	QNode* tail;
}Queue;
//初始化队列
void QueueInit(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	pq->head = pq->tail = NULL;
}
//摧毁队列
void QueueDestory(Queue* pq)
{
	assert(pq);

	QNode* cur = pq->head;
	while (cur)
	{//存储下一个节点的指针，防止找不到和野指针的出现
		QNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	pq->head = pq->tail = NULL;
}

// 队尾入
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
	assert(pq);//为队列开辟一个新节点
	QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		printf("malloc fail\n");
		exit(-1);
	}
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
//若第一个节点为空，则head和tail指向第一个节点
	if (pq->tail == NULL)
	{
		pq->head = pq->tail = newnode;
	}//如果不是空，就让尾指针指向新节点，并移动尾指针方便下一次插入
	else
	{
		pq->tail->next = newnode;
		pq->tail = newnode;
	}
}

// 队头出
void QueuePop(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->head);

	// 1、一个，直接释放第一个节点的内存
	// 2、多个，要记得保存第一个节点的下一个节点的位置，防止找不到
	if (pq->head->next == NULL)
	{
		free(pq->head);
		pq->head = pq->tail = NULL;
	}
	else
	{
		QNode* next = pq->head->next;
		free(pq->head);
		pq->head = next;
	}
}

//返回队头节点的数据
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->head);

	return pq->head->data;
}
//返回队尾节点的数据
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->head);

	return pq->tail->data;
}
//返回队列的大小
int QueueSize(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	int size = 0;//这里用cur记录节点的个数
	QNode* cur = pq->head;
	while (cur)
	{
		++size;
		cur = cur->next;
	}
	return size;
}
//判断节点是否为空
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	return pq->head == NULL;
}

 

 用队列实现栈的函数实现：

//定义一个结构体用于存放两个队列
typedef struct {
    Queue q1;
    Queue q2;
} MyStack;
//用队列创造栈
MyStack* myStackCreate() {//用ps开辟空间，作为栈存储数据
    MyStack* ps=(MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
    if(ps==NULL)
    {
        printf("malloc fail\n");
        exit(-1);
    }
    QueueInit(&ps->q1);
    QueueInit(&ps->q2);
    return ps;
}
//用队列入栈
void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
    if(!QueueEmpty(&obj->q1))//选择不为空的那个队列入
    {
        QueuePush(&obj->q1,x);
    }
    else
    {
        QueuePush(&obj->q2,x);
    }
}
//用队列进行出栈操作
int myStackPop(MyStack* obj) {
    Queue* emptyQ=&obj->q1;//将不为空的队列的数据转移到为空的队列，直到只剩一个
    Queue* nonemptyQ=&obj->q2;
    if(!QueueEmpty(&obj->q1))
    {
        emptyQ=&obj->q2;
        nonemptyQ=&obj->q1;
    }
    while(QueueSize(nonemptyQ)>1)
    {
        QueuePush(emptyQ,QueueFront(nonemptyQ));
        QueuePop(nonemptyQ);
    }
    int top=QueueFront(nonemptyQ);
    QueuePop(nonemptyQ);
    return top;
}
//返回栈顶的元素，即返回不为空的队列的尾元素
int myStackTop(MyStack* obj) {
    if(!QueueEmpty(&obj->q1))
    {
        return QueueBack(&obj->q1);
    }
    else
    {
        return QueueBack(&obj->q2);
    }
}
//判断栈是否为空
bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
    return QueueEmpty(&obj->q1) && QueueEmpty(&obj->q2);
}
//摧毁创建的栈
void myStackFree(MyStack* obj) {
    QueueDestory(&obj->q1);
    QueueDestory(&obj->q2);
    free(obj);
}

 注意：摧毁栈时要先摧毁obj下所对应的队列，再进行free(obj)。如果先free(obj),就无法找到对应的队列了

完整代码： 

typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{//队列的定义与声明
	struct QueueNode* next;
	QDataType data;
}QNode;
//创建一个结构体用于存储队列头尾指针
typedef struct Queue
{
	QNode* head;
	QNode* tail;
}Queue;
//初始化队列
void QueueInit(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	pq->head = pq->tail = NULL;
}
//摧毁队列
void QueueDestory(Queue* pq)
{
	assert(pq);

	QNode* cur = pq->head;
	while (cur)
	{//存储下一个节点的指针，防止找不到和野指针的出现
		QNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	pq->head = pq->tail = NULL;
}

// 队尾入
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
	assert(pq);//为队列开辟一个新节点
	QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		printf("malloc fail\n");
		exit(-1);
	}
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;
//若第一个节点为空，则head和tail指向第一个节点
	if (pq->tail == NULL)
	{
		pq->head = pq->tail = newnode;
	}//如果不是空，就让尾指针指向新节点，并移动尾指针方便下一次插入
	else
	{
		pq->tail->next = newnode;
		pq->tail = newnode;
	}
}

// 队头出
void QueuePop(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->head);

	// 1、一个，直接释放第一个节点的内存
	// 2、多个，要记得保存第一个节点的下一个节点的位置，防止找不到
	if (pq->head->next == NULL)
	{
		free(pq->head);
		pq->head = pq->tail = NULL;
	}
	else
	{
		QNode* next = pq->head->next;
		free(pq->head);
		pq->head = next;
	}
}

//返回队头节点的数据
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->head);

	return pq->head->data;
}
//返回队尾节点的数据
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(pq->head);

	return pq->tail->data;
}
//返回队列的大小
int QueueSize(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	int size = 0;//这里用cur记录节点的个数
	QNode* cur = pq->head;
	while (cur)
	{
		++size;
		cur = cur->next;
	}
	return size;
}
//判断节点是否为空
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	return pq->head == NULL;
}
//定义一个结构体用于存放两个队列
typedef struct {
    Queue q1;
    Queue q2;
} MyStack;
//用队列创造栈
MyStack* myStackCreate() {//用ps开辟空间，作为栈存储数据
    MyStack* ps=(MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
    if(ps==NULL)
    {
        printf("malloc fail\n");
        exit(-1);
    }
    QueueInit(&ps->q1);
    QueueInit(&ps->q2);
    return ps;
}
//用队列入栈
void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
    if(!QueueEmpty(&obj->q1))//选择不为空的那个队列入
    {
        QueuePush(&obj->q1,x);
    }
    else
    {
        QueuePush(&obj->q2,x);
    }
}
//用队列进行出栈操作
int myStackPop(MyStack* obj) {
    Queue* emptyQ=&obj->q1;//将不为空的队列的数据转移到为空的队列，直到只剩一个
    Queue* nonemptyQ=&obj->q2;
    if(!QueueEmpty(&obj->q1))
    {
        emptyQ=&obj->q2;
        nonemptyQ=&obj->q1;
    }
    while(QueueSize(nonemptyQ)>1)
    {
        QueuePush(emptyQ,QueueFront(nonemptyQ));
        QueuePop(nonemptyQ);
    }
    int top=QueueFront(nonemptyQ);
    QueuePop(nonemptyQ);
    return top;
}
//返回栈顶的元素，即返回不为空的队列的尾元素
int myStackTop(MyStack* obj) {
    if(!QueueEmpty(&obj->q1))
    {
        return QueueBack(&obj->q1);
    }
    else
    {
        return QueueBack(&obj->q2);
    }
}
//判断栈是否为空
bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
    return QueueEmpty(&obj->q1) && QueueEmpty(&obj->q2);
}
//摧毁创建的栈
void myStackFree(MyStack* obj) {
    QueueDestory(&obj->q1);
    QueueDestory(&obj->q2);
    free(obj);
}

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