leetcode 232.用栈实现队列
前言:用两个栈实现一个队列，模拟实现队列的功能。
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💨💨本篇内容:力扣上栈与队列面试题目
目录
[leetcode 232.用栈实现队列](#leetcode 232.用栈实现队列)
📌结构体类型的声明(MyQueue)
使用栈来模式队列的行为，如果仅仅用一个栈，是一定不行的，所以需要两个栈一个输入栈(pushst)，一个输出栈(popst)
typedef struct {
ST pushst;//输入栈
ST popst;//输出栈
} MyQueue;//自定义队列结构体
1️⃣队列的初始化(myQueueCreate)
图解:
代码实现:
MyQueue* myQueueCreate() {
//使用malloc函数为MyQueue结构体分配内存空间,定义一个MyQueue* 的指针指向这块空间
MyQueue* obj =(MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
// 若分配失败
if(obj == NULL)
{//则打印错误信息
perror("malloc fail");
return NULL;//返回NULL
}
STInit(&obj->pushst);//初始化输入栈
STInit(&obj->popst);//初始化输出栈
return obj;//返回指向这个结构体的指针
}
2️⃣元素入队列(myQueuePush)
图解：在push数据的时候，只要数据放进输入栈就好
void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {
STPush(&obj->pushst , x);//往队列导入元素
}
3️⃣获得队首元素(myQueuePeek)
假设我们需要在正常的队列中获取头部元素，那么应该怎么在这个自定义的队列中获得呢？
那么就应该想清楚**(Output stack)输出栈** 的出栈顺序，由下图可以看出，输入栈(Input stack)出栈顺序是:3 2 1 ,那么**(Output stack)输出栈** 的入栈顺序是: 3 2 1,自然的，(Output stack)输出栈 的出栈顺序就应该为1 2 3，那么(Output stack)输出栈的 这个元素1就是队列的队首元素**。**
这个函数的功能，先判断输出栈为空的前提下，循环条件是输入栈不为空,STPush()的功能就是把输入栈的元素，一个一个导入到输出栈，再一个一个把输入栈的元素弹出。直到输入栈为空栈时结束循环，返回此时的输出栈栈顶元素。
int myQueuePeek(MyQueue* obj) {
if(STEmpty(&obj->popst))//若输出栈为空
{
//结束条件是把输入栈元素全部挪动到输出栈为止
while(!STEmpty(&obj->pushst))//输入栈不为空
{ //获得输入栈头部元素,挪动到输出栈
STPush(&obj->popst,STTop(&obj->pushst));
STPop(&obj->pushst);//弹出输入栈元素
}
}
//返回此时的输出栈栈顶元素
return STTop(&obj->popst);
}
4️⃣元素出队列(myQueuePop)
错误操作:假设输入栈数据没有全部导入到输出栈里，那么最终的出栈顺序会混乱的。
正确操作:
所以在pop的时候，操作就复杂一些，输出栈如果为空，就把进栈数据全部导入进来（注意是全部导入），再从出栈弹出数据，如果输出栈不为空，则直接从出栈弹出数据就可以了。
代码实现的部分需要注意的：
可以看出myQueuePop的实现，直接复用了myQueuePeek() ,要不然，对stEmpty判空的逻辑又要重写一遍。
代码实现:
int myQueuePop(MyQueue* obj) {
int front = myQueuePeek(obj);//代码复用,获得队列头部元素
STPop(&obj->popst);//弹出元素
return front;//获得队列的头部元素
}
5️⃣判空(myQueueEmpty)
如果进栈和出栈都为空的话，说明模拟的队列为空了。
bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {
return STEmpty(&obj->pushst)
&& STEmpty(&obj->popst);
}//判断队列是否为空，需要输入栈和输出栈两个同时为空，才会返回true
6️⃣销毁队列(myQueueFree)
和队列实现栈同样道理，需要先释放两个栈的空间，再释放结构体的空间，这样才确保不会内存泄露
//队列空间的释放
void myQueueFree(MyQueue* obj) {
STDestroy(&obj->pushst);//释放输入栈
STDestroy(&obj->popst);//释放输出栈
free(obj);//释放自定义的队列
}
总代码:
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
#include<stdio.h>
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
STDataType* a;
int top;//栈顶的位置
int capacity;//栈的容量
}ST;
void STInit(ST* pst);
void STDestroy(ST* pst);
void STPush(ST* pst,STDataType x);
void STPop(ST* pst);
STDataType STTop(ST* pst);
bool STEmpty(ST* pst);
int STSize(ST*pst);
void STInit(ST* pst)
{
assert(pst);
pst->a = NULL;//栈底
//top不是下标
//pst->top=-1;//指向栈顶元素
pst->top = 0;//指向栈顶元素的下一个位置
pst->capacity = 0;
}
void STDestroy(ST* pst)
{
assert(pst);
free(pst->a);
pst->a = NULL;
}
void STPush(ST* pst,STDataType x)
{
if (pst->top == pst->capacity)
{
int newCapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity * 2;//true,4.false,括2倍
STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->a, newCapacity * sizeof(STDataType));//返回值地址相等就是原地扩容，不同就是异地扩
if (tmp == NULL)
{
perror("realloc fail");
return;
}
pst->a = tmp;//返回的是realloc出来的内存块的地址
pst->capacity = newCapacity;//把扩容后的空间大小赋值给栈容量
}
pst->a[pst->top] = x;//先放值
pst->top++;//再++
}
void STPop(ST* pst)
{
assert(pst);
assert(!STEmpty(pst));
pst->top--;
}
STDataType STTop(ST* pst)
{
assert(pst);
assert(!STEmpty(pst));
return pst->a[pst->top - 1];
}
bool STEmpty(ST* pst)//栈为空返回true,不为空返回false
{
//assert(pst);
//if (pst->top == 0)
//{
// return true;
//}
//else
//{
// return false;
//}
return pst->top == 0;
}
int STSize(ST* pst)
{
assert(pst);
return pst->top;
}
typedef struct {
ST pushst;//输入栈
ST popst;//输出栈
} MyQueue;//自定义队列
MyQueue* myQueueCreate() {
//使用malloc函数为MyQueue结构体分配内存空间,定义一个MyQueue* 的指针指向这块空间
MyQueue* obj =(MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
// 若分配失败
if(obj == NULL)
{//则打印错误信息
perror("malloc fail");
return NULL;//返回NULL
}
STInit(&obj->pushst);//初始化输入栈
STInit(&obj->popst);//初始化输出栈
return obj;//返回指向这个结构体的指针
}
void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {
STPush(&obj->pushst , x);//往队列导入元素
}
int myQueuePop(MyQueue* obj) {
int front = myQueuePeek(obj);//代码复用,获得队列头部元素
STPop(&obj->popst);//弹出元素
return front;//获得队列的头部元素
}
int myQueuePop(MyQueue* obj) {
if(STEmpty(&obj->popst))//若输出栈为空
{
//结束条件是把输入栈元素全部挪动到输出栈为止
while(!STEmpty(&obj->pushst))//输入栈不为空
{ //获得输入栈头部元素,挪动到输出栈
STPush(&obj->popst,STTop(&obj->pushst));
STPop(&obj->pushst);//弹出输入栈元素
}
}
//返回此时的输出栈头部元素
int front= STTop(&obj->popst);
STPop(&obj->popst);//弹出元素
return front;//获得队列的头部元素
}
int myQueuePeek(MyQueue* obj) {
if(STEmpty(&obj->popst))//若输出栈为空
{
//结束条件是把输入栈元素全部挪动到输出栈为止
while(!STEmpty(&obj->pushst))//输入栈不为空
{ //获得输入栈头部元素,挪动到输出栈
STPush(&obj->popst,STTop(&obj->pushst));
STPop(&obj->pushst);//弹出输入栈元素
}
}
//返回此时的输出栈头部元素
return STTop(&obj->popst);
}
bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {
return STEmpty(&obj->pushst)
&& STEmpty(&obj->popst);
}//判断队列是否为空，需要输入栈和输出栈两个同时为空，才会返回true
//队列空间的释放
void myQueueFree(MyQueue* obj) {
//和队列实现栈同样道理，需要先释放两个栈的空间，再释放结构体的空间，这样才确保不会内存泄露
STDestroy(&obj->pushst);//释放输入栈
STDestroy(&obj->popst);//释放输出栈
free(obj);//释放自定义的队列
}
代码执行:
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