用栈实现队列（C语言）

目录

• 题目
• • 题目分析
• 代码
• • 栈的实现
  • • 结构体。
    • 栈的初始化
    • 栈的销毁
  • 入栈
  • • 删除
    • 查找顶部数据
    • 判空
  • 答案
  • • 结构体
    • 初始化
    • 插入数据
    • 删除数据
    • 获取队列开头元素
    • 判空
    • 销毁栈

题目

题目分析

链接: 题目

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：

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

根据题目，我们可以知道，我们需要用两个栈来实现队列，栈 的出入规则是后进先出 ，而队列 的出入规则是先进先出 。

如果我们现在又两个栈，pushpst和popst,先在pushst中入4个数据（4,3,2,1）。

如果我们要出数据的话，我们根据队列的出入原则，应该出数据1，所以我们可以把pushst里面的数据全部倒入到popst中，那么popst中的数据为(1,2,3,4).

如图：

如果需要出数据的话，直接按照顺序出就可以了。
那么，问题来了，我们要入数据，需要在哪个栈里面入？

答案是pushst.如果我们要入数据（5，6）.

pushst拿来入数据，popst拿来出数据，刚好可以满足队列的需求。先出四个数据。

想再出数据时，已经没有数据了，我们需要从pushst里再次倒入数据（5，6），

再依此类推...

代码

栈的实现

我们实现栈使用的是数组。

结构体。

先创建一个结构体

typedef int STDataType;
typedef struct stack
{
	STDataType* a;
	int top;//栈当前大小
	int capacity;//栈的大小
}ST;

栈的初始化

void STInit(ST* pst)
{
	assert(pst);
	pst->a = NULL;
	pst->capacity = 0;
	pst->top = 0;
}

栈的销毁

void STDestory(ST* pst)
{
	assert(pst);
	free(pst->a);
	pst->a = NULL;
	pst->capacity = pst->top = 0;
}

入栈

void Push(ST* pst, STDataType x)
{
	assert(pst);
	if (pst->top == pst->capacity)//如果栈的空间不够了，我们需要扩容。
	{
		int newnode = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity * 2;
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->a, sizeof(STDataType) * newnode);
		if (tmp == NULL) {
			perror("realloc:fail");
		}
		pst->a = tmp;
		pst->capacity = newnode;
	}
	pst->a[pst->top++] = x;
}

删除

void Pop(ST* pst)
{
	assert(pst);
	assert(pst->top > 0);
	pst->top--;//只需要顶部删除即可
}

查找顶部数据

STDataType Top(ST* pst)
{
	return pst->a[pst->top-1];
}

判空

bool STEmpty(ST* pst)
{
	assert(pst);
	return pst->top == 0;
}

答案

我们需要先创建两个栈的结构体

结构体

typedef struct {
    ST pushst;
    ST popst;
} MyQueue;

初始化

MyQueue* myQueueCreate() {
    MyQueue * obj = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
    STInit(&obj->pushst);//对每一个队列进行初始化
    STInit(&obj->popst);
    return obj;
}

插入数据

void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {
    Push(&obj->pushst,x);//只需要往pushst里面插入就可以了
}

删除数据

先对popst判空，如果为空，我们需要倒入数据后，再删除数据。

int myQueuePop(MyQueue* obj) {
    if(STEmpty(&obj->popst))
    {
     while(!STEmpty(&obj->pushst))
        {
            Push(&obj->popst,Top(&obj->pushst));
            Pop(&obj->pushst);//倒入一个，记得删除一个
        }
    }
      int top = Top(&obj->popst);//获取顶部苏数据
        Pop(&obj->popst);//删除顶部数据
        return top;
}

获取队列开头元素

跟myQueuePop(MyQueue* obj)函数类似

int myQueuePeek(MyQueue* obj) {
   
     if(STEmpty(&obj->popst))
    {
     while(!STEmpty(&obj->pushst))
        {
            Push(&obj->popst,Top(&obj->pushst));
            Pop(&obj->pushst);
        }
    }
    return Top(&obj->popst);
}

判空

两个栈为空，队列才为空。

bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {
    return STEmpty(&obj->popst) && STEmpty(&obj->pushst);
}

销毁栈

先要对连个队列进行销毁，再对两个栈的结构体销毁。

void myQueueFree(MyQueue* obj) {
    STDestory(&obj->popst);
    STDestory(&obj->pushst);
    free(obj);
}