思路
思路:用两个队列实现栈后进先出的特性 ,两个队列为空时,先将数据都导向其中一个队列。
当要模拟出栈时,将前面的元素都导入另一个空队列,再将最后一个元素移出队列
实现
实现: 因为C语言没有库可以现成使用,所以我们将写好的队列导入
先创建MyStack结构体,包含两个队列结构体。再malloc动态申请MyStack结构体的空间,最后将两个队列传入初始化函数,进行初始化(记得要加上&取地址符号)
压栈过程,我们就先判断队列q1是否为空,如果不为空,则往q1中导入数据(因为不为空,证明前面已经有数据放进去了);如果为空,则证明要么两个队列都是空,要么一开始向q2导入了数据,这时我们就将数据导入队列q2中。
一句话总结:谁有数据就放谁,都无数据放q2(一开始随便放哪个都行,这里我们选择q2)
出栈过程,就分为两个部分。第一个部分,是创建空队列和非空队列指针(因为我们不知道此时q1和q2哪个是空,哪个非空),后面加上判断,如果初始赋值错误,则翻转过来。
第二个部分,就是一开始的核心思路,利用循环,将前面的元素都导入另一个空队列,再获取最后一个元素(注意,每次导入一个元素,就要进行出队操作pop)
获取栈顶元素,就是出栈过程的删减版,判断完空与非空队列,直接取出非空队列队尾的元素即可
判断栈是否为空,只要当两个队列q1和q2全为空时,栈才为空,返回true,否则返回false
最后,释放栈空间,可能有人只写了最后一句也给过了,但是其实这是不对的。正确做法是,先将两个队列都销毁(销毁链表),再将MyStack空间给释放掉,这样才不会造成内存泄漏
完整代码附上:
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
QDataType data;
struct QueueNode* next;
}QNode;
typedef struct Queue
{
QNode* phead;
QNode* ptail;
int size;
}Queue;
//初始化
void QueueInit(Queue* pq);
//销毁
void QueueDestroy(Queue* pq);
//入队
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
//出队
void QueuePop(Queue* pq);
//获取队头元素
QDataType QueueFront(Queue* pq);
//获取队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* pq);
//检测队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq);
//检测队列是否为空
bool QueueEmpty(Queue* pq);
void QueueInit(Queue* pq)
{
assert(pq);
pq->phead = NULL;
pq->ptail = NULL;
pq->size = 0;
}
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
assert(pq);
QNode* cur = pq->phead;
while (cur)
{
QNode* next = cur->next;
free(cur);
cur = next;
}
pq->phead = pq->ptail = NULL;
pq->size = 0;
}
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
assert(pq);
QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
if (newnode == NULL)
{
perror("malloc fail");
return;
}
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
if (pq->ptail == NULL)
{
assert(pq->phead == NULL);
pq->phead = pq->ptail = newnode;
}
else
{
pq->ptail->next = newnode;
pq->ptail = newnode;
}
pq->size++;
}
void QueuePop(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
if (pq->phead->next == NULL)
{
free(pq->phead);
pq->phead = pq->ptail = NULL;
}
else
{
QNode* next = pq->phead->next;
free(pq->phead);
pq->phead = next;
}
pq->size--;
}
QDataType QueueFront(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->phead->data;
}
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->ptail->data;
}
int QueueSize(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->size;
}
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->size == 0;
}
typedef struct {
Queue q1;
Queue q2;
} MyStack;
MyStack* myStackCreate() {
MyStack* obj = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
if (obj == NULL)
{
perror("malloc fail");
return NULL;
}
QueueInit(&obj->q1);
QueueInit(&obj->q2);
return obj;
}
void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
if (!QueueEmpty(&obj->q1))
{
QueuePush(&obj->q1, x);
}
else
{
QueuePush(&obj->q2, x);
}
}
int myStackPop(MyStack* obj) {
Queue* pEmptyQ = &obj->q1;
Queue* pNonEmptyQ = &obj->q2;
if (!QueueEmpty(&obj->q1))
{
pEmptyQ = &obj->q2;
pNonEmptyQ = &obj->q1;
}
while (QueueSize(pNonEmptyQ) > 1)
{
QueuePush(pEmptyQ, QueueFront(pNonEmptyQ));
QueuePop(pNonEmptyQ);
}
int top = QueueFront(pNonEmptyQ);
QueuePop(pNonEmptyQ);
return top;
}
int myStackTop(MyStack* obj) {
Queue* pEmptyQ = &obj->q1;
Queue* pNonEmptyQ = &obj->q2;
if (!QueueEmpty(&obj->q1))
{
pEmptyQ = &obj->q2;
pNonEmptyQ = &obj->q1;
}
int top = QueueBack(pNonEmptyQ);
return top;
}
bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
return QueueEmpty(&obj->q1)
&& QueueEmpty(&obj->q2);
}
void myStackFree(MyStack* obj) {
QueueDestroy(&obj->q1);
QueueDestroy(&obj->q2);
free(obj);
}
/**
* Your MyStack struct will be instantiated and called as such:
* MyStack* obj = myStackCreate();
* myStackPush(obj, x);
* int param_2 = myStackPop(obj);
* int param_3 = myStackTop(obj);
* bool param_4 = myStackEmpty(obj);
* myStackFree(obj);
*/