《手撕数据结构经典题系列》用队列实现栈

简介: 力扣链接:225. 用队列实现栈 - 力扣(LeetCode) (leetcode-cn.com)

用队列实现栈


力扣链接:225. 用队列实现栈 - 力扣(LeetCode) (leetcode-cn.com)


题目描述:

请你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。


解题思路:


栈的特性是先入后出,而队列的特性是先入先出

先让一个队列入数据,另一个队列不入数据

出数据时,先出队列到最后一个数据,而之前的数据都入到另一个空队列

最后将队列最后一个数据给出队列

以后再入数据时,都入到有数据的队列

出数据时,都现将最后一个数据之前的数据入到另一个空队列,再将最后一个数据给出队列

总之永远保持有一个队列为空


图示:

63.png


参考代码:


typedef struct {
    Queue q1;
    Queue q2;
} MyStack;
MyStack* myStackCreate() {
    MyStack*st=(MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
    QueueInit(&st->q1);
    QueueInit(&st->q2);
    return st;
}
void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
    //入栈时入空队列
    if(!QueueEmpty(&obj->q1))
    {
        QueuePush(&obj->q1,x);
    }
    else
    {
        QueuePush(&obj->q2,x);
    }
}
int myStackPop(MyStack* obj) {
    //出栈时,先将有数据的队列出队到最后一个元素,并将数据入队到空队列,最后将最后一个数据出队达到出栈的效果
    Queue* emptyQ=&obj->q1;
    Queue* noemptyQ=&obj->q2;
    if(QueueEmpty(&obj->q2))
    {
        emptyQ=&obj->q2;
        noemptyQ=&obj->q1;
    }
    while(QueueSize(noemptyQ)>1)
    {
        QueuePush(emptyQ,QueueFront(noemptyQ));
        QueuePop(noemptyQ);
    }
    int top=QueueFront(noemptyQ);
    QueuePop(noemptyQ);
    return top;
}
int myStackTop(MyStack* obj) {
    if(!QueueEmpty(&obj->q1))
    {
        return QueueBack(&obj->q1);
    }
    else
    {
        return QueueBack(&obj->q2);
    }
}
bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
    return QueueEmpty(&obj->q1)&&QueueEmpty(&obj->q2);
}
void myStackFree(MyStack* obj) {
    QueueDestroy(&obj->q1);
    QueueDestroy(&obj->q1);
    free(obj);
}


队列源码


typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
  struct QueueNode* next;
  QDataType data;
}QueueNode;
typedef struct Queue
{
  QueueNode* head;
  QueueNode* tail;
  // size_t _size;
}Queue;
//void QueueInit(QueueNode** pphead, QueueNode** pptail);
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);
int QueueSize(Queue* pq);
bool QueueEmpty(Queue* pq);
void QueueInit(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  pq->head = NULL;
  pq->tail = NULL;
}
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  QueueNode* cur = pq->head;
  while (cur != NULL)
  {
    QueueNode* next = cur->next;
    free(cur);
    cur = next;
  }
  pq->head = pq->tail = NULL;
}
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
  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)
{
  assert(pq);
  //if (pq->head == NULL)
  //  return;
  assert(!QueueEmpty(pq));
  QueueNode* next = pq->head->next;
  free(pq->head);
  pq->head = next;
  if (pq->head == NULL)
  {
    pq->tail = NULL;
  }
}
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;
}
int QueueSize(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  int n = 0;
  QueueNode* cur = pq->head;
  while (cur)
  {
    ++n;
    cur = cur->next;
  }
  return n;
}
bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
  assert(pq);
  return pq->head == NULL;
}



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