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《手撕数据结构经典题系列》用队列实现栈

2021-11-14 09:33:58 阅读：152 来源： 互联网

标签：head pq obj 队列 Queue 经典数据结构 QueueNode

用队列实现栈

力扣链接：225. 用队列实现栈 - 力扣（LeetCode） (leetcode-cn.com)

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 。

注意：

你只能使用队列的基本操作 —— 也就是 push to back、peek/pop from front、size 和 is empty 这些操作。
你所使用的语言也许不支持队列。你可以使用 list （列表）或者 deque（双端队列）来模拟一个队列 , 只要是标准的队列操作即可。

解题思路：

栈的特性是先入后出，而队列的特性是先入先出
先让一个队列入数据，另一个队列不入数据
出数据时，先出队列到最后一个数据，而之前的数据都入到另一个空队列
最后将队列最后一个数据给出队列
以后再入数据时，都入到有数据的队列
出数据时，都现将最后一个数据之前的数据入到另一个空队列，再将最后一个数据给出队列
总之永远保持有一个队列为空

图示：

参考代码：

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


MyStack* myStackCreate() {
    MyStack*st=(MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
    QueueInit(&st->q1);
    QueueInit(&st->q2);
    return st;
}

void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
    //入栈时入空队列
    if(!QueueEmpty(&obj->q1))
    {
        QueuePush(&obj->q1,x);
    }
    else
    {
        QueuePush(&obj->q2,x);
    }
}

int myStackPop(MyStack* obj) {
    //出栈时，先将有数据的队列出队到最后一个元素，并将数据入队到空队列，最后将最后一个数据出队达到出栈的效果
    Queue* emptyQ=&obj->q1;
    Queue* noemptyQ=&obj->q2;
    if(QueueEmpty(&obj->q2))
    {
        emptyQ=&obj->q2;
        noemptyQ=&obj->q1;
    }
    while(QueueSize(noemptyQ)>1)
    {
        QueuePush(emptyQ,QueueFront(noemptyQ));
        QueuePop(noemptyQ);
    }
    int top=QueueFront(noemptyQ);
    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) {
    return QueueEmpty(&obj->q1)&&QueueEmpty(&obj->q2);
}

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

队列源码

typedef int QDataType;

typedef struct QueueNode
{
	struct QueueNode* next;
	QDataType data;
}QueueNode;

typedef struct Queue
{
	QueueNode* head;
	QueueNode* tail;
	// size_t _size;
}Queue;

//void QueueInit(QueueNode** pphead, QueueNode** pptail);
void QueueInit(Queue* pq);
void QueueDestroy(Queue* pq);
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
void QueuePop(Queue* pq);
QDataType QueueFront(Queue* pq);
QDataType QueueBack(Queue* pq);
int QueueSize(Queue* pq);
bool QueueEmpty(Queue* pq);

void QueueInit(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	pq->head = NULL;
	pq->tail = NULL;
}

void QueueDestroy(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	QueueNode* cur = pq->head;
	while (cur != NULL)
	{
		QueueNode* next = cur->next;
		free(cur);
		cur = next;
	}

	pq->head = pq->tail = NULL;
}

void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
	assert(pq);
	QueueNode* newnode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));
	newnode->data = x;
	newnode->next = NULL;

	if (pq->head == NULL)
	{
		pq->head = pq->tail = newnode;
	}
	else
	{
		pq->tail->next = newnode;
		pq->tail = newnode;
	}
}

void QueuePop(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	//if (pq->head == NULL)
	//	return;
	assert(!QueueEmpty(pq));

	QueueNode* next = pq->head->next;
	free(pq->head);
	pq->head = next;
	if (pq->head == NULL)
	{
		pq->tail = NULL;
	}
}

QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));

	return pq->head->data;
}

QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));

	return pq->tail->data;
}

int QueueSize(Queue* pq)
{
	assert(pq);

	int n = 0;
	QueueNode* cur = pq->head;
	while (cur)
	{
		++n;
		cur = cur->next;
	}

	return n;
}

bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	return pq->head == NULL;
}

标签：head,pq,obj,队列,Queue,经典,数据结构,QueueNode
来源： https://blog.csdn.net/CS_z_jun/article/details/121179714

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