用队列实现栈
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思路:
出栈:找不为空的队列,将
size-1
个数据导入到另一个队列中。入栈:往不为空队列里面插入数据
取栈顶元素:
例如:
两个队列:
- Q1:
1 2 3
- Q2:
NULL
如果是栈的话:
- 插入
1 2 3
- 出栈一次
- 插入4
- 全部出栈
得到:
3 4 2 1
将
Q1
里面的1 2
出栈到Q2
,把3
取出来,此时Q1
为NULL
取出了3
往
Q2
里面插入4
,此时Q2
为1 2 4
将
Q2
里面的1 2
出栈到Q1
,此时Q2
为4
,把4
取出来,此时Q2
为NULL
取出了3 4
将
Q1
里面的1
出栈到Q2
,把2
取出来 ,此时Q1
为NULL
取出了3 4 2
将
Q2
里面的1
取出来取出了3 4 2 1
代码:
//定义队列结构
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode {
QDataType data;
struct QueueNode* next;
}QueueNode;
typedef struct Queue {
QueueNode* phead;//队头:删
QueueNode* ptail;//队尾:插
int size;//保存队列有效数据个数
}Queue;
//初始化队列
void QueueInit(Queue* pq) {
assert(pq);
pq->phead = pq->ptail = NULL;
pq->size = 0;
}
// 入队列,队尾
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x) {
assert(pq);
//申请新结点
QueueNode* newnode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));
if (newnode == NULL) {
perror("malloc fail!");
exit(1);
}
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
if (pq->phead == NULL) {//判断队列是否为空
pq->phead = pq->ptail = newnode;
}
else {
//队列不为空
pq->ptail->next = newnode;
pq->ptail = newnode;
}
pq->size++;//入一次,size++ 一次
}
//队列判空
bool QueueEmpty(Queue* pq) {
assert(pq);
return (pq->phead == NULL) && (pq->ptail == NULL);
}
// 出队列,队头
void QueuePop(Queue* pq) {
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));
//只有一个结点的情况,避免ptail变成野指针
if (pq->ptail == pq->phead) {
free(pq->phead);
pq->phead = pq->ptail = NULL;
}
else {
//删除队头元素
QueueNode* next = pq->phead->next;
free(pq->phead);
pq->phead = next;
}
--pq->size;//出一次,size-- 一次
}
//取队头数据
QDataType QueueFront(Queue* pq) {
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));//判断队列不为空
return pq->phead->data;
}
//取队尾数据
QDataType QueueBack(Queue* pq) {
assert(pq);
assert(!QueueEmpty(pq));//判断队列不为空
return pq->ptail->data;
}
//队列有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq) {
assert(pq);
return pq->size;//复杂度O(1)
}
//销毁队列
void QueueDestroy(Queue* pq) {
assert(pq);
//这里允许pq为空
// assert(!QueueEmpty(pq));//判断队列不为空,空队列不需要销毁
QueueNode* pcur = pq->phead;
while (pcur) {
QueueNode* Next = pcur->next;
free(pcur);
pcur = Next;
}
pq->phead = pq->ptail = NULL;
pq->size = 0;
}
//两个队列来实现栈
typedef struct {
Queue q1;//队列1
Queue q2;//队列2
} MyStack;
//STInit
MyStack* myStackCreate() {
MyStack* pst = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
QueueInit(&pst->q1);
QueueInit(&pst->q2);
return pst;
}
//Push入栈
void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
//往不为空的队列中插入数据
if(!QueueEmpty(&obj->q1)){//如果q1不为空,执行这个
QueuePush(&obj->q1,x);//往队列q1里面插入x
}
else{//如果q2不为空,执行这个
QueuePush(&obj->q2,x);//往队列q2里面插入x
}
}
//Pop出栈
int myStackPop(MyStack* obj) {
//找不为空的队列
Queue* empQ = &obj->q1;//定义q1为空
Queue* noneQ = &obj->q2;//定义q2为非空
if(!QueueEmpty(&obj->q1)){//如果q1不为空,执行这个
noneQ = &obj->q1;//q1是非空队列
empQ = &obj->q2;//q2是空队列
}
//将不为空队列中size-1个数据导入到空队列中
while(QueueSize(noneQ) > 1){//循环结束的判断,是只剩下一个数据
int front = QueueFront(noneQ);//取队头数据
QueuePush(empQ,front);//往空队列q2里面插入队头元素
QueuePop(noneQ);//把非空队列q1里面的队头元素拿出来,这样下次循环出来的队头元素就不会重复了
}
//非空队列中只剩下一个数据------要出栈的数据
int pop = QueueFront(noneQ);//把要取出的数据存起来
QueuePop(noneQ);//将数据出队列,让q1变成空队列
return pop;//返回要取出的数据
}
//取栈顶元素:找不为空的队列,取队尾元素
//不出栈
int myStackTop(MyStack* obj) {
if(!QueueEmpty(&obj->q1)){
//q1不为空
return QueueBack(&obj->q1);//取队尾数据
}
else{
//q2不为空
return QueueBack(&obj->q2);//取队尾数据
}
}
//判断栈是否为空
//也就是判断两个队列是否为空
bool myStackEmpty(MyStack* obj) {//栈是空的,返回 true ;否则,返回 false 。
return QueueEmpty(&obj->q1) && QueueEmpty(&obj->q2);
}
//栈的销毁
//也就是判断两个队列的销毁
void myStackFree(MyStack* obj) {
QueueDestroy(&obj->q1);//销毁q1
QueueDestroy(&obj->q2);//销毁q2
//因为MyStack* myStackCreate()里面有个指针pst,所以我们还要销毁指针obj
free(obj);//销毁指向栈的指针
obj = NULL;
}
/**
* 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);
*/