队列和栈的相互实现（二）

本篇文章来用两个栈来实现队列

用栈实现队列

栈的编写

队列的实现分析

队列的定义及初始化

入队（入栈）

出队（出栈）

返回队头元素

判断队列是否为空和队列的销毁

做题链接：232. 用栈实现队列 - 力扣（LeetCode） (leetcode-cn.com)

用栈实现队列

用两个后进先出的栈实现一个先进先出的队列。

入栈1 2 3 4 5

出栈1 2 3 4 5

栈的编写

栈有后进先出的性质，对栈顶进行操作即可，我们选用顺序表来进行栈的实现，前面已经实现过，我们直接上代码：

typedef int Datatype;typedef struct Stack
{Datatype* a;int top;   //栈顶位置int capacity;   //容量
}ST;void StackInit(ST* ps);void StackDestory(ST* ps);void StackPush(ST* ps,Datatype x);void StackPop(ST* ps);//判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps);//数据个数
int StackSize(ST* ps);//访问栈顶数据
Datatype StackTop(ST* ps);//初始化
void StackInit(ST* ps)
{assert(ps);ps->a = NULL;ps->capacity = 0;ps->top = 0;
}//销毁
void StackDestory(ST* ps)
{assert(ps);free(ps->a);ps->a = NULL;ps->capacity = ps->top = 0;
}void StackPush(ST* ps, Datatype x)
{assert(ps);if (ps->top == ps->capacity){int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;ps->a = realloc(ps->a, newcapacity*sizeof(Datatype));if (ps->a == NULL){printf("realloc fail\n");exit(-1);}ps->capacity = newcapacity;}ps->a[ps->top] = x;ps->top++;
}void StackPop(ST* ps)
{assert(ps);assert(ps->top>0);ps->top--;
}//判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps)
{assert(ps);//if (ps->top > 0)//{//   return false;//}//else//{// return true;//}return ps->top == 0;
}//数据个数
int StackSize(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top;
}//访问栈顶数据
Datatype StackTop(ST* ps)
{assert(ps);assert(ps->top>0);return ps->a[ps->top-1];
}

队列的实现分析

两个栈实现队列，用两个后进先出的栈实现一组数据的先进先出。

图解：

队列的定义及初始化

依旧是开辟空间，判断是否成功，然后初始化队列中的两个栈。

typedef struct {ST Pushs1;ST Pops2;
} MyQueue;MyQueue* myQueueCreate() {MyQueue* obj=(MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));assert(obj);StackInit(&obj->Pushs1);StackInit(&obj->Pops2);return obj;
}

入队（入栈）

栈初始化，已经置空，直接入栈即可

void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {assert(obj);StackPush(&obj->Pushs1,x);
}

出队（出栈）

由图解分析得，先得进行一次数据得倒入，再出栈有数据的栈即可

先判断第二个栈是否为空栈，空栈才能进行倒入，在判断第一个栈是否有元素。

倒入一个栈顶元素进空栈，并出栈原栈的栈顶元素，循环进行，直到原栈为空

注意：要求pop时要返回对头元素，对头元素即是栈顶元素。

之后出栈栈顶元素即可。

int myQueuePop(MyQueue* obj) {assert(obj);//s2空时需要push进s1元素才能出if(StackEmpty(&obj->Pops2)){while(!StackEmpty(&obj->Pushs1)){StackPush(&obj->Pops2,StackTop(&obj->Pushs1));StackPop(&obj->Pushs1);}}int front=StackTop(&obj->Pops2);StackPop(&obj->Pops2);return front;
}

返回队头元素

队头元素是倒入一次数据后非空栈的栈顶元素

进行一次判断倒入后，直接返回即可。

int myQueuePeek(MyQueue* obj) {assert(obj);if(StackEmpty(&obj->Pops2)){while(!StackEmpty(&obj->Pushs1)){StackPush(&obj->Pops2,StackTop(&obj->Pushs1));StackPop(&obj->Pushs1);}}return StackTop(&obj->Pops2);
}

判断队列是否为空和队列的销毁

队列里面还有两个栈，两个栈为空队列才为空，直接return即可。

销毁时先销毁两个栈，再销毁队列，防止内存泄漏。

bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {return StackEmpty(&obj->Pushs1)&&StackEmpty(&obj->Pops2);
}void myQueueFree(MyQueue* obj) {StackDestory(&obj->Pushs1);StackDestory(&obj->Pops2);free(obj);
}

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