【Leedcode】栈和队列必备的面试题（第二期）

news2025/1/12 6:00:18

【Leedcode】栈和队列必备的面试题（第二期）

文章目录

  • 【Leedcode】栈和队列必备的面试题（第二期）
  • 一、题目（用两个队列实现栈）
  • 二、思路+图解
    • 1.定义两个队列
    • 2.初始化两个队列
    • 3.往两个队列中放入数据
    • 4.两个队列出数据
    • 5.显示栈顶信息
    • 6.判断栈或者队列是否为空
    • 7.销毁栈或者队列
  • 三、总代码展示
  • 总结

一、题目（用两个队列实现栈）

Leedcode链接

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
这几个接口使我们需要实现的我会一 一实现并讲解！

二、思路+图解

注意：这里会用到很多栈和队列接口实现的一些知识，这里不再深究，如果想了解可以去下面两个博客！
栈的接口模拟实现 + 队列的接口模拟实现

做本题需要的接口和结构体声明！

代码如下（示例）：

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

typedef struct Queue
{
 QueueNode* head;
 QueueNode* tail;
}Queue;

void QueueInit(Queue* pq);//初始化队列
void QueueDestroy(Queue* pq);//销毁队列
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);//放入数据
void QueuePop(Queue* pq);//删除数据
QDataType QueueFront(Queue* pq);//取头数据
QDataType QueueBack(Queue* pq);//取尾数据
size_t QueueSize(Queue* pq);//计算数据个数
bool QueueEmpty(Queue* pq);//判断队列是不是空

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

void QueueDestroy(Queue* pq)//销毁队列
{
 assert(pq);
 //创建一个cur指针 指向队列头 用于挨个释放空间
 QueueNode* cur = pq->head;

 //当cur不为NULL 一直循环执行  挨个释放列表成员空间
 while (cur != NULL)
 {
  QueueNode* next = cur->next;
  free(cur);
  cur = next;
 }

 //当循环结束 将 head与tail 置为NULL
 pq->head = pq->tail = NULL;
}

void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)//放入数据
{
    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)//删除数据
{
 assert(pq);
 assert(!QueueEmpty(pq));
 QueueNode* next = pq->head->next;
 free(pq->head);
 if (pq->head == pq->tail)
 {
  pq->tail = NULL;
 }
 pq->head = next; 
}

QDataType QueueFront(Queue* pq)//取头数据
{
 assert(pq);
 assert(!QueueEmpty(pq));

 return pq->head->data;
}

QDataType QueueBack(Queue* pq)//取尾数据
{
    assert(pq);
    assert(!QueueEmpty(pq));
    return pq->tail->data;
}
size_t QueueSize(Queue* pq)//计算数据个数
{
   assert(pq);
   assert(!QueueEmpty(pq));
   QueueNode* cur = pq->head;
   int n = 0;
   while (cur)
  {
    cur = cur->next;
    n++;
  }
   return n;
}

bool QueueEmpty(Queue* pq)//判断队列是不是空
{
    assert(pq);
    return pq->head == NULL && pq->tail == NULL;
}

1.定义两个队列

代码如下（示例）：

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

2.初始化两个队列

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

代码如下（示例）：

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

3.往两个队列中放入数据

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

代码如下（示例）：

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

4.两个队列出数据

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

代码如下（示例）：

int myStackPop(MyStack* obj) {
    Queue* emptyQ = &obj->q1;
    Queue* nonemptyQ = &obj->q2;
    if(!QueueEmpty(&obj->q1))
    {
        nonemptyQ = &obj->q1;
        emptyQ = &obj->q2;
    }
    while(QueueSize(nonemptyQ)>1)
    {
        QueuePush(emptyQ, QueueFront(nonemptyQ));
        QueuePop(nonemptyQ);
    }
    int ret = QueueFront(nonemptyQ);
    QueuePop(nonemptyQ);
     return ret;
}

5.显示栈顶信息

在这里插入图片描述

代码如下（示例）：

int myStackTop(MyStack* obj) {
    if(!QueueEmpty(&obj->q1))
    {
        return QueueBack(&obj->q1);
    }
    else
    {
        return QueueBack(&obj->q2);
    }
}

6.判断栈或者队列是否为空

在这里插入图片描述

代码如下（示例）：

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

7.销毁栈或者队列

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

代码如下（示例）：

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

三、总代码展示

代码如下（示例）：

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

typedef struct Queue
{
 QueueNode* head;
 QueueNode* tail;
}Queue;

void QueueInit(Queue* pq);//初始化队列
void QueueDestroy(Queue* pq);//销毁队列
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);//放入数据
void QueuePop(Queue* pq);//删除数据
QDataType QueueFront(Queue* pq);//取头数据
QDataType QueueBack(Queue* pq);//取尾数据
size_t QueueSize(Queue* pq);//计算数据个数
bool QueueEmpty(Queue* pq);//判断队列是不是空

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

void QueueDestroy(Queue* pq)//销毁队列
{
 assert(pq);
 //创建一个cur指针 指向队列头 用于挨个释放空间
 QueueNode* cur = pq->head;

 //当cur不为NULL 一直循环执行  挨个释放列表成员空间
 while (cur != NULL)
 {
  QueueNode* next = cur->next;
  free(cur);
  cur = next;
 }

 //当循环结束 将 head与tail 置为NULL
 pq->head = pq->tail = NULL;
}

void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)//放入数据
{
    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)//删除数据
{
 assert(pq);
 assert(!QueueEmpty(pq));
 QueueNode* next = pq->head->next;
 free(pq->head);
 if (pq->head == pq->tail)
 {
  pq->tail = NULL;
 }
 pq->head = next; 
}

QDataType QueueFront(Queue* pq)//取头数据
{
 assert(pq);
 assert(!QueueEmpty(pq));

 return pq->head->data;
}

QDataType QueueBack(Queue* pq)//取尾数据
{
    assert(pq);
    assert(!QueueEmpty(pq));
    return pq->tail->data;
}
size_t QueueSize(Queue* pq)//计算数据个数
{
   assert(pq);
   assert(!QueueEmpty(pq));
   QueueNode* cur = pq->head;
   int n = 0;
   while (cur)
  {
    cur = cur->next;
    n++;
  }
   return n;
}

bool QueueEmpty(Queue* pq)//判断队列是不是空
{
    assert(pq);
    return pq->head == NULL && pq->tail == NULL;
}

//定义两个队列
typedef struct{
    Queue q1;
    Queue q2;
} MyStack;


MyStack* myStackCreate() {
    //函数内定义变量出了函数就没了，所以我们在这里选择用malloc开辟动态空间 并将这个空间的地址返回给函数
    MyStack* st = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
    //调用自己的队列初始化函数 将定义的2个队列初始化
    QueueInit(&st->q1);
    QueueInit(&st->q2);
    //函数要求 返回新开辟的地址(栈地址)
    return st;
}

void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
    //往栈中放入数据
    if(!QueueEmpty(&obj->q1))//当q1不是空的时 将数据放入q1队列中
    {
        //调用队列函数，自定义函数传过来的是栈的指针，所以要&obj的地址指向q1
        QueuePush(&obj->q1, x);
    }
    else//当q2不是空的时 将数据放入q1队列中  由于这里是else 所以假设q1 q2都是空也会将数据放入q2队列中
    {
        QueuePush(&obj->q2, x);
    }
}

int myStackPop(MyStack* obj) {
    //emptyQ表示空队列   nonEmptuQ 表示有元素队列
    //先假设定义队列 q1为空 q2 非空
    Queue* emptyQ = &obj->q1;
    Queue* nonemptyQ = &obj->q2;
    //然后调用判断是否为空函数
    if(!QueueEmpty(&obj->q1))//如果队列q1 非空进入循环
    {
        //向q1道歉 将q1改为非空  将q2改为空
        nonemptyQ = &obj->q1;
        emptyQ = &obj->q2;
    }
    //此时 nonempyuQ 与 emptyQ 经历了修正 队列nonempyuQ 是非空 emptyQ是空 （特殊情况下两者都是空）
    while(QueueSize(nonemptyQ)>1)//循环条件 非空的nonemptyQ队列数据个数最少是大于1就可以进入循环，假设等于或小于1不进入循环
    {
        //将非空nonemptyQ队列元素数据放入，空emptyQ队列中
        QueuePush(emptyQ, QueueFront(nonemptyQ));
        //放进去一个就删除一个非空nonemptyQ队列元素
        QueuePop(nonemptyQ);
    }
    //当循环结束来到这里nonempty内只有一个元素，这个元素也表示的是栈顶的元素(特殊情况下nonempty也是空的)
    int ret = QueueFront(nonemptyQ);
    QueuePop(nonemptyQ);//最后删除这个元素（表达出栈行为）
     return ret;//函数要求返回这个被删除的元素数据
}
int myStackTop(MyStack* obj) {
    //显示栈顶信息
    if(!QueueEmpty(&obj->q1))//栈顶不为空进入
    {
        //返回q1队列尾部数据
        return QueueBack(&obj->q1);
    }
    else
    {
        //返回q2队列尾部数据
        return QueueBack(&obj->q2);
    }
}

bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
    //当q1为空 并且 q2为空 则返回真 
    return QueueEmpty(&obj->q1) && QueueEmpty(&obj->q2);
}

void myStackFree(MyStack* obj) {
    //先将q1 和 q2 空间销毁
    QueueDestroy(&obj->q1);
    QueueDestroy(&obj->q2);
    //最后释放obj空间
    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);
*/

总结

以上就是今天要讲的内容，本文为【Leedcode】栈和队列必备的面试题（第二期）
如果我的博客对你有所帮助记得三连支持一下，感谢大家的支持！
在这里插入图片描述

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