Leetcode -225.用队列实现栈
题目：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。
示例：
输入：
[“MyStack”, “push”, “push”, “top”, “pop”, “empty”]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出：
[null, null, null, 2, 2, false]
解释：
MyStack myStack = new MyStack();
myStack.push(1);
myStack.push(2);
myStack.top(); // 返回 2
myStack.pop(); // 返回 2
myStack.empty(); // 返回 False
提示：
1 <= x <= 9
最多调用100 次 push、pop、top 和 empty
每次调用 pop 和 top 都保证栈不为空
思路：思路是先写一个队列的数据结构，我们知道，栈的结构是先进后出，而队列的结构是先进先出，所以我们可以用两个队列，一个队列的数据导到另外一个队列中，然后留最后一个，这最后一个就是要出栈的数据，出栈就是这样实现；而入栈就是直接找到非空的队列入即可；
例如两个队列实现入栈，如果两个都为空，就随便进一个：
入栈完成后，如果要出栈，就将q1的5个数据的前4个导入q2中：
再出q1中的数据即可；
下面参考代码的实现：
创建队列的数据结构，以及实现队列的基本操作
typedef int QDataType; typedef struct QueueNode { struct QueueNode* next; QDataType data; }QNode; typedef struct Queue { QNode* phead; QNode* ptail; QDataType size; }Queue; //初始化队列 void QueueInit(Queue* pq) { assert(pq); pq->phead = NULL; pq->ptail = NULL; pq->size = 0; } //入队 void QueuePush(Queue* pq, QDataType x) { assert(pq); //新节点 QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode)); assert(newnode); newnode->data = x; newnode->next = NULL; //队列为空 if (pq->ptail == NULL) { assert(pq->phead == NULL); pq->phead = pq->ptail = newnode; } //队列不为空 else { pq->ptail->next = newnode; pq->ptail = newnode; } pq->size++; } //判断队列是否为空 bool QIsEmpty(Queue* pq) { assert(pq); return pq->phead == NULL && pq->ptail == NULL; } //出队 void QueuePop(Queue* pq) { assert(pq); assert(!QIsEmpty(pq)); //一个节点 if (pq->phead->next == NULL) { free(pq->phead); pq->phead = pq->ptail = NULL; } //多个节点 else { //头删 QNode* next = pq->phead->next; free(pq->phead); pq->phead = next; } pq->size--; } //获取队头 QDataType QueueFront(Queue* pq) { assert(pq); assert(!QIsEmpty(pq)); return pq->phead->data; } //获取队尾 QDataType QueueBack(Queue* pq) { assert(pq); assert(!QIsEmpty(pq)); return pq->ptail->data; } //获取队列的长度 int Qsize(Queue* pq) { assert(pq); return pq->size; } //释放队列 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; }
定义两个队列
typedef struct { Queue q1; Queue q2; } MyStack;
初始化两个队列
MyStack* myStackCreate() { MyStack* obj = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack)); QueueInit(&obj->q1); QueueInit(&obj->q2); return obj; }
两个队列实现入栈
void myStackPush(MyStack* obj, int x) { //哪个队列不为空就入哪个队列 if (!QIsEmpty(&obj->q1)) { QueuePush(&obj->q1, x); } else { QueuePush(&obj->q2, x); } }
两个队列实现出栈
int myStackPop(MyStack* obj) { //假设q1为空，q2不空 Queue* pEmpty = &obj->q1; Queue* pNonEmpty = &obj->q2; //如果假设错误，就改正 if (!QIsEmpty(&obj->q1)) { pNonEmpty = &obj->q1; pEmpty = &obj->q2; } //导数据，将非空队列中的数据导入空的队列中，非空队列留最后一个数据，即是栈顶的数据 while (Qsize(pNonEmpty) > 1) { QueuePush(pEmpty, QueueFront(pNonEmpty)); QueuePop(pNonEmpty); } //记录栈顶的数据，然后出栈，最后返回这个数据 int top = QueueFront(pNonEmpty); QueuePop(pNonEmpty); return top; }
获取两个队列实现的栈顶数据
int myStackTop(MyStack* obj) { //获取栈顶的数据即是获取非空队列的队尾数据 //我们上面实现了获取队列的队尾的数据，所以直接调用函数即可 if (!QIsEmpty(&obj->q1)) { return QueueBack(&obj->q1); } else { return QueueBack(&obj->q2); } }
判断两个队列是否是空队列，即是否是空栈
bool myStackEmpty(MyStack* obj) { return QIsEmpty(&obj->q1) && QIsEmpty(&obj->q2); }
释放两个队列的内存
void myStackFree(MyStack* obj) { QueueDestroy(&obj->q1); QueueDestroy(&obj->q2); free(obj); }
Leetcode -232.用栈实现队列
题目：仅使用两个栈实现先入先出队列。队列应当支持一般队列支持的所有操作（push、pop、peek、empty）：
实现 MyQueue 类：
void push(int x) 将元素 x 推到队列的末尾
int pop() 从队列的开头移除并返回元素
int peek() 返回队列开头的元素
boolean empty() 如果队列为空，返回 true ；否则，返回 false
说明：
你 只能 使用标准的栈操作 —— 也就是只有 push to top, peek / pop from top, size, 和 is empty 操作是合法的。
你所使用的语言也许不支持栈。你可以使用 list 或者 deque（双端队列）来模拟一个栈，只要是标准的栈操作即可。
示例 1：
输入：
[“MyQueue”, “push”, “push”, “peek”, “pop”, “empty”]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出：
[null, null, null, 1, 1, false]
解释：
MyQueue myQueue = new MyQueue();
myQueue.push(1); // queue is: [1]
myQueue.push(2); // queue is: [1, 2] (leftmost is front of the queue)
myQueue.peek(); // return 1
myQueue.pop(); // return 1, queue is [2]
myQueue.empty(); // return false
提示：
1 <= x <= 9
最多调用 100 次 push、pop、peek 和 empty
假设所有操作都是有效的 （例如，一个空的队列不会调用 pop 或者 peek 操作）
思路：思路是先写一个栈的数据结构，再定义两个栈，一个pushst用来实现入队，另一个popst用来实现出队；
例如实现入队：
将数据入栈到pushst中：
需要出队列的时候，如果popst为空，就将pushst的数据入栈到popst中：
此时的1就是队头，1，2，3，4就是入队的顺序；
下面参考代码的实现：
实现栈的数据结构，以及栈的基本操作
typedef int STDataType; typedef struct Stack { STDataType* stack; int top; int capacity; }ST; //初始化 void STInit(ST* pst) { assert(pst); pst->stack = NULL; pst->top = 0; pst->capacity = 0; } //判断是否为空栈 bool STIsEmpty(ST* pst) { return pst->top == 0; } //进栈 void STPushTop(ST* pst, STDataType x) { assert(pst); //检查容量 if (pst->top == pst->capacity) { int len = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity * 2; STDataType* newstack = (STDataType*)realloc(pst->stack, sizeof(ST) * len); assert(newstack); pst->capacity = len; pst->stack = newstack; } pst->stack[pst->top] = x; pst->top++; } //出栈 void STPopTop(ST* pst) { assert(pst); assert(!STIsEmpty(pst)); pst->top--; } //获取栈顶的元素 STDataType STTop(ST* pst) { assert(pst); assert(!STIsEmpty(pst)); return pst->stack[pst->top - 1]; } //销毁栈 void STDestroy(ST* pst) { assert(pst); free(pst->stack); pst->stack = NULL; pst->capacity = pst->top = 0; }
定义两个栈，一个栈pushst是专门入数据，另一个popst是专门出数据
typedef struct { ST pushst; ST popst; } MyQueue;
给两个栈初始化
MyQueue* myQueueCreate() { MyQueue* obj = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue)); STInit(&obj->pushst); STInit(&obj->popst); return obj; }
两个栈实现入队列，只需要入pushst的栈即可
void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) { STPushTop(&obj->pushst, x); }
从队列的开头移除并返回元素，与下面两个栈实现返回队列的队头数据相似，我们可以直接调用 myQueuePeek 函数，返回队头的元素后，再移除队头
int myQueuePop(MyQueue* obj) { int front = myQueuePeek(obj); STPopTop(&obj->popst); return front; }
两个栈实现返回队列的队头数据
int myQueuePeek(MyQueue* obj) { //如果popst栈为空，就将pushst的数据导过来 if (STIsEmpty(&obj->popst)) { while (!STIsEmpty(&obj->pushst)) { STPushTop(&obj->popst, STTop(&obj->pushst)); STPopTop(&obj->pushst); } } //返回popst的栈顶元素，即是队列的头 return STTop(&obj->popst); }
两个栈实现判断队列是否是空，判断两个栈是否为空即可
bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) { return STIsEmpty(&obj->pushst) && STIsEmpty(&obj->popst); }
释放两个栈的内存
void myQueueFree(MyQueue* obj) { STDestroy(&obj->pushst); STDestroy(&obj->popst); free(obj); }
