用队列实现栈

链接：

https://leetcode.cn/problems/implement-stack-using-queues/

1. 要求

2. 思路

栈的性质是先进后出，队列的性质是先进先出。

题目要求是用两个队列来完成栈的实现，那么大思路就是通过倒腾数据来完成。

3. 代码实现

1. 入栈

入栈的情况分三种：

两个队列都为空

其中一个队列有数据，另一个没有

两个队列都有数据

所以，综上所有情况总结为一种情况就是，只要两个队列有一个为空即可入数据，否则不可以入数据。

void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
    if(QueueEmpty(&obj->q1)) {
        QueuePush(&obj->q1,x);
    }
    else {
        QueuePush(&obj->q2,x);
    }
}

2. 出栈

出栈的情况就是当一个队列有数据，另一个队列为空时，才可以出栈。

类似这种情况。

出栈就是有数据的队列（q1）把 N-1 个数据都挪到空队列（q2）中去。最后剩一个数据就正常弹出即可。

int myStackPop(MyStack* obj) {
    Queue* empty = &obj->q1;
    Queue* nonEmpty = &obj->q2;
    if(QueueEmpty(&obj->q2)) {
        empty = &obj->q2;
        nonEmpty = &obj->q1;
    }
    //当不为空的队列把 N-1 个数据倒腾倒空的队列中去
    while(QueueSize(nonEmpty) != 1) {
        QueuePush(empty,QueueFront(nonEmpty));
        QueuePop(nonEmpty);
    }
    int top = QueueFront(nonEmpty);
    QueuePop(nonEmpty);
    return top;
}

3. 获取栈顶元素

在整个模拟实现过程中，是可以知道整个过程除了pop，两个队列肯定是一个为空，一个不为空的。

所以，想要获取栈顶的元素，直接拿到不为空的队列的队尾元素即可。

int myStackTop(MyStack* obj) {
    Queue* empty = &obj->q1;
    Queue* nonEmpty = &obj->q2;
    if(QueueEmpty(&obj->q2)) {
        empty = &obj->q2;
        nonEmpty = &obj->q1;
    }
    return nonEmpty->tail->data;

}

4. 栈空

栈空就是两个队列为空，那么整个栈就为空

bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
    return QueueEmpty(&obj->q1) && QueueEmpty(&obj->q2);
}

5. 栈销毁

首先要销毁栈的两个队列，再去销毁栈

void myStackFree(MyStack* obj) {
    QueueDestroy(&obj->q1);
    QueueDestroy(&obj->q2);
    free(obj);
}

6.队列的模拟实现代码

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

typedef struct Queue
{
	QNode* head;
	QNode* tail;
	int size;
}Queue;

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);
bool QueueEmpty(Queue* pq);
int QueueSize(Queue* pq);

void QueueInit(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	pq->head = pq->tail = NULL;
	pq->size = 0;
}

void QueueDestroy(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	QNode* cur = pq->head;
	while (cur)
	{
		QNode* del = cur;
		cur = cur->next;
		free(del);
	}

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

void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
	assert(pq);

	QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		perror("malloc fail");
		exit(-1);
	}
	else
	{
		newnode->data = x;
		newnode->next = NULL;
	}

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

	pq->size++;
}

void QueuePop(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	assert(!QueueEmpty(pq));

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

		free(del);
		del = NULL;
	}

	pq->size--;
}

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;
}

bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
	assert(pq);

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

int QueueSize(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	/*QNode* cur = pq->head;
	int n = 0;
	while (cur)
	{
		++n;
		cur = cur->next;
	}

	return n;*/
	return pq->size;
}