LeetCode 232.用栈实现队列（详解） (๑•̌.•๑)

题目描述：

解题思路： 

创建两个栈，一个用于入数据，一个用于出数据。分别是pushST和popST;

1.如果是入数据就直接入进pushST

2.如果是出数据，先检查popST中有无数据，如果有数据，就直接出。如果没数据，就将pushST中的数据放进popST中，再从popST中出数据。

当pushST中的数据入到popST时，数据是顺序的，刚好满足队列的条件，直接出

用c语言实现栈，没法直接引用，这里需要自己创建一个栈，在完成上述操作。如果还不会栈的小伙伴可以看看我的这篇博客 【数据结构】栈【详解】૮₍ ˃ ⤙ ˂ ₎ა-CSDN博客 

栈的实现：

//栈的声明与定义
typedef int STDataType;//定义栈中的数据类型
struct Stack
{
	STDataType* a;//用于指向后续开辟的空间
	int top;       // 栈顶
	int capacity;  // 容量，方便增容
};

//typedef struct Stack ST;
typedef struct Stack Stack;
//初始化栈
void StackInit(Stack* pst);
//摧毁栈
void StackDestroy(Stack* pst);
//入栈
void StackPush(Stack* pst, STDataType x);
//出栈
void StackPop(Stack* pst);
//返回栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* pst);

// 空返回1 非空返回0
//int StackEmpty(Stack* pst);
//栈的判空操作
bool StackEmpty(Stack* pst);
//返回栈的大小
int StackSize(Stack* pst);

void StackInit(Stack* pst)
{
	assert(pst);

	//pst->a = NULL;
	//pst->top = 0;
	//pst->capacity = 0;

	pst->a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * 4);
	pst->top = 0;
	pst->capacity = 4;
}

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

// 性质就决定在栈顶出入数据
void StackPush(Stack* pst, STDataType x)
{
	assert(pst);
	if (pst->top == pst->capacity)
	{
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->a, sizeof(STDataType)*pst->capacity * 2);
		if (tmp == NULL)
		{
			printf("realloc fail\n");
			exit(-1); // 结束整个程序
		}

		pst->a = tmp;
		pst->capacity *= 2;
	}

	pst->a[pst->top] = x;
	pst->top++;
}

void StackPop(Stack* pst)
{
	assert(pst);
	assert(!StackEmpty(pst));
	pst->top--;
}

STDataType StackTop(Stack* pst)
{
	assert(pst);
	assert(!StackEmpty(pst));

	return pst->a[pst->top - 1];
}

// 空返回1 非空返回0
//int StackEmpty(Stack* pst);
bool StackEmpty(Stack* pst)
{
	assert(pst);

	return pst->top == 0;
}

int StackSize(Stack* pst)
{
	assert(pst);

	return pst->top;
}

队列的实现（需要用到前面的栈）： 

//用栈定义队列，其中包含两个栈，用于入数据和出数据
typedef struct {
	Stack pushST;
	Stack popST;
} MyQueue;

/** Initialize your data structure here. */
//队列的初始化
MyQueue* myQueueCreate() {
	MyQueue* q = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
	StackInit(&q->pushST);
	StackInit(&q->popST);

	return q;
}

/** Push element x to the back of queue. */
//入队列
void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {
	StackPush(&obj->pushST, x);
}

/** Removes the element from in front of queue and returns that element. */
//出队列
int myQueuePop(MyQueue* obj) {
	/*if(StackEmpty(&obj->popST))
	{
	while(!StackEmpty(&obj->pushST))
	{
	StackPush(&obj->popST, StackTop(&obj->pushST));
	StackPop(&obj->pushST);
	}
	}
	*/
	int top = myQueuePeek(obj);
	StackPop(&obj->popST);
	return top;
}

/** Get the front element. */
//判断栈内数据的情况，并返回栈顶元素
int myQueuePeek(MyQueue* obj) {
	if (StackEmpty(&obj->popST))
	{
		while (!StackEmpty(&obj->pushST))
		{
			StackPush(&obj->popST, StackTop(&obj->pushST));
			StackPop(&obj->pushST);
		}
	}

	return StackTop(&obj->popST);
}

/** Returns whether the queue is empty. */
//队列的判空
bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {
	return StackEmpty(&obj->pushST) && StackEmpty(&obj->popST);
}
//摧毁队列
void myQueueFree(MyQueue* obj) {
	StackDestroy(&obj->pushST);
	StackDestroy(&obj->popST);
	free(obj);
}

 完整代码：

//栈的声明与定义
typedef int STDataType;//定义栈中的数据类型
struct Stack
{
	STDataType* a;//用于指向后续开辟的空间
	int top;       // 栈顶
	int capacity;  // 容量，方便增容
};

//typedef struct Stack ST;
typedef struct Stack Stack;
//初始化栈
void StackInit(Stack* pst);
//摧毁栈
void StackDestroy(Stack* pst);
//入栈
void StackPush(Stack* pst, STDataType x);
//出栈
void StackPop(Stack* pst);
//返回栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* pst);

// 空返回1 非空返回0
//int StackEmpty(Stack* pst);
//栈的判空操作
bool StackEmpty(Stack* pst);
//返回栈的大小
int StackSize(Stack* pst);

void StackInit(Stack* pst)
{
	assert(pst);

	//pst->a = NULL;
	//pst->top = 0;
	//pst->capacity = 0;

	pst->a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * 4);
	pst->top = 0;
	pst->capacity = 4;
}

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

// 性质就决定在栈顶出入数据
void StackPush(Stack* pst, STDataType x)
{
	assert(pst);
	if (pst->top == pst->capacity)
	{
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->a, sizeof(STDataType)*pst->capacity * 2);
		if (tmp == NULL)
		{
			printf("realloc fail\n");
			exit(-1); // 结束整个程序
		}

		pst->a = tmp;
		pst->capacity *= 2;
	}

	pst->a[pst->top] = x;
	pst->top++;
}

void StackPop(Stack* pst)
{
	assert(pst);
	assert(!StackEmpty(pst));
	pst->top--;
}

STDataType StackTop(Stack* pst)
{
	assert(pst);
	assert(!StackEmpty(pst));

	return pst->a[pst->top - 1];
}

// 空返回1 非空返回0
//int StackEmpty(Stack* pst);
bool StackEmpty(Stack* pst)
{
	assert(pst);

	return pst->top == 0;
}

int StackSize(Stack* pst)
{
	assert(pst);

	return pst->top;
}
//用栈定义队列，其中包含两个栈，用于入数据和出数据
typedef struct {
	Stack pushST;
	Stack popST;
} MyQueue;

/** Initialize your data structure here. */
//队列的初始化
MyQueue* myQueueCreate() {
	MyQueue* q = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
	StackInit(&q->pushST);
	StackInit(&q->popST);
	return q;
}

/** Push element x to the back of queue. */
//入队列
void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {
	StackPush(&obj->pushST, x);
}

/** Removes the element from in front of queue and returns that element. */
//出队列
int myQueuePop(MyQueue* obj) {
	/*if(StackEmpty(&obj->popST))
	{
	while(!StackEmpty(&obj->pushST))
	{
	StackPush(&obj->popST, StackTop(&obj->pushST));
	StackPop(&obj->pushST);
	}
	}
	*/
	int top = myQueuePeek(obj);
	StackPop(&obj->popST);
	return top;
}

/** Get the front element. */
//判断栈内数据的情况，并返回栈顶元素
int myQueuePeek(MyQueue* obj) {
	if (StackEmpty(&obj->popST))
	{
		while (!StackEmpty(&obj->pushST))
		{
			StackPush(&obj->popST, StackTop(&obj->pushST));
			StackPop(&obj->pushST);
		}
	}

	return StackTop(&obj->popST);
}

/** Returns whether the queue is empty. */
//队列的判空
bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {
	return StackEmpty(&obj->pushST) && StackEmpty(&obj->popST);
}
//摧毁队列
void myQueueFree(MyQueue* obj) {
	StackDestroy(&obj->pushST);
	StackDestroy(&obj->popST);
	free(obj);
}

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