Leetcode232.用栈实现队列

简介: Leetcode232.用栈实现队列

题目描述

题目来源:Leetcode232.用栈实现队列

请你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:

1.void push(int x) 将元素 x 推到队列的末尾

2.int pop() 从队列的开头移除并返回元素

3.int peek() 返回队列开头的元素

4.boolean empty() 如果队列为空,返回 true ;否则,返回 false

解题思路:

使用两个栈,第一个栈只用于数据的输入,第二个栈只用于数据的输出。当需要输出数据,但第二个栈为空时,先将第一个栈中的数据一个一个导入到第二个栈,然后第二个栈再输出数据即可。

这样就能够模拟实现一个队列了,即先输入的数据先输出。

代码解决:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
typedef char STDataType;//栈中存储的元素类型
typedef struct Stack
{
  STDataType* a;//栈
  int top;//栈顶
  int capacity;//容量,方便增容
}Stack;
//初始化栈
void StackInit(Stack* pst)
{
  assert(pst);
  pst->a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * 4);//初始化栈可存储4个元素
  pst->top = 0;//初始时栈中无元素,栈顶为0
  pst->capacity = 4;//容量为4
}
//销毁栈
void StackDestroy(Stack* pst)
{
  assert(pst);
  free(pst->a);//释放栈
  pst->a = NULL;//及时置空
  pst->top = 0;//栈顶置0
  pst->capacity = 0;//容量置0
}
//入栈
void StackPush(Stack* pst, STDataType x)
{
  assert(pst);
  if (pst->top == pst->capacity)//栈已满,需扩容
  {
    STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->a, sizeof(STDataType) * pst->capacity * 2);
    if (tmp == NULL)
    {
      printf("realloc fail\n");
      exit(-1);
    }
    pst->a = tmp;
    pst->capacity *= 2;//栈容量扩大为原来的两倍
  }
  pst->a[pst->top] = x;//栈顶位置存放元素x
  pst->top++;//栈顶上移
}
//检测栈是否为空
bool StackEmpty(Stack* pst)
{
  assert(pst);
  return pst->top == 0;
}
//出栈
void StackPop(Stack* pst)
{
  assert(pst);
  assert(!StackEmpty(pst));//检测栈是否为空
  pst->top--;//栈顶下移
}
//获取栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* pst)
{
  assert(pst);
  assert(!StackEmpty(pst));//检测栈是否为空
  return pst->a[pst->top - 1];//返回栈顶元素
}
//获取栈中有效元素个数
int StackSize(Stack* pst)
{
  assert(pst);
  return pst->top;//top的值便是栈中有效元素的个数
}
/*---以上代码是栈的基本功能实现,以下代码是题解主体部分---*/
typedef struct
{
  Stack PushST;//插入数据时用的栈
  Stack PopST;//删除数据时用的栈
}MyQueue;
/** Initialize your data structure here. */
MyQueue* myQueueCreate()
{
  //申请一个队列类型
  MyQueue* obj = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
  StackInit(&obj->PopST);//初始化PopST
  StackInit(&obj->PushST);//初始化PushST
  return obj;
}
/** Push element x to the back of queue. */
void myQueuePush(MyQueue* obj, int x)
{
  //插入数据,向PushST插入
  StackPush(&obj->PushST,x);
}
/** Get the front element. */
int myQueuePeek(MyQueue* obj)
{
  popST为空时,需先将pushST中数据导入popST
  if (StackEmpty(&obj->PopST))
  {
    将pushST数据全部导入popST
    while (!StackEmpty(&obj->PushST))
    {
      StackPush(&obj->PopST, StackTop(&obj->PushST));
      StackPop(&obj->PushST);
    }
  }
  //返回PopST栈顶的数据
  return StackTop(&obj->PopST);
}
/** Removes the element from in front of queue and returns that element. */
int myQueuePop(MyQueue* obj)
{
  int top = myQueuePeek(obj);
     //删除数据,删除PopST栈顶的元素  
  StackPop(&obj->PopST);
  return top;
}
/** Returns whether the queue is empty. */
bool myQueueEmpty(MyQueue* obj)
{
  //两个栈均为空,则队列为空
  return StackEmpty(&obj->PopST) && StackEmpty(&obj->PushST);
}
void myQueueFree(MyQueue* obj)
{
  //先释放掉两个栈
  StackDestroy(&obj->PopST);
  StackDestroy(&obj->PushST);
  //在释放掉队列的结构体类型
  free(obj);
}

结果与总结:

通过所有示例,问题得到解决。

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