栈的概念：
栈：⼀种特殊的线性表，其只允许在固定的⼀端进⾏插⼊和删除元素操作。进⾏数据插⼊和删除操作的⼀端称为栈顶，另⼀端称为栈底。栈中的数据元素遵守后进先出LIFO（Last In First Out）的原则。
压栈：栈的插⼊操作叫做进栈/压栈/⼊栈，⼊数据在栈顶。
出栈：栈的删除操作叫做出栈。出数据也在栈顶。
栈的基本框架
struct Stack
{
int* arr;
int capacity;
int top;//栈顶
};
栈的实现
test.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Stack.h"
void STTest()
{
ST st;//创建一个栈变量
//初始化
STInit(&st);
//入栈
SrackPush(&st, 1);
SrackPush(&st, 2);
SrackPush(&st, 3);
SrackPush(&st, 4);
SrackPush(&st, 5);
//打印栈内的有效数据
printf("%d\n", STSize(&st));
//栈的出数据
/*SrackPop(&st);*/
//循环出栈，直到栈为空
//
while (!StackEmpty(&st))//如果栈不为空的话，我们一直进行循环打印栈顶数据
{
//取出当前栈顶的数据
STDataType data = StackTop(&st);
printf("%d ", data);//打印返回的栈顶数据
//数据出栈
SrackPop(&st);
//入栈的顺序是1 2 3 4 5
//出栈的顺序是5 4 3 2 1
//栈是不能被遍历的，也不能被随机访问
}
//打印栈内的有效数据
printf("%d\n", STSize(&st));
//销毁
STDestory(&st);
}
int main()
{
STTest();
return 0;
}
//栈这样的结构只能在一端入栈，一端出栈
Stack.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Stack.h"
//初始化
void STInit(ST* ps)
{
assert(ps);//判断传的ps是不是空的
ps->arr = NULL;
ps->capacity = ps->top = 0;
//一开始的栈顶等于我们的栈底（栈为空的话）
}
//销毁
void STDestory(ST* ps)
{
assert(ps);//参数不能传空
if (ps->arr)//arr不为空的话我们直接将数组释放掉
{
free(ps->arr);
}
ps->arr = NULL;
ps->capacity = ps->top = 0;
}
//栈的入数据操作
void SrackPush(ST* ps, STDataType x)
{
assert(ps);//ps不能传空
//如果空间足够的话我们直接进行插入
//判断空间是否足够，如果top等于capacity的话，那么就说明我们这个栈就是满的
if (ps->capacity == ps->top)//，满了，我们需要进行增容操作
{
//二倍的增加
//初始情况下我们的capacity是定义为0的，所以我们不能直接进行乘二的操作
//我们需要创建一个变量
int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
//如果容量为0的话，我们给newCapacity一个初始值4，如果不为0我们就进行乘二的操作
STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(STDataType));
if (tmp == NULL)
{
perror("realloc fail!");
exit(1);
}
//申请成功，我们将tmp申请的空间给pa->arr
ps->arr = tmp;
//申请空间成功了，那么我们就要将capacity进行改变了
ps->capacity = newCapacity;
}
//到这里空间一定是够的
ps->arr[ps->top] = x;//我们往栈顶的位置进行添加数据
//添加完数据之后，top要加加
ps->top++;
}
//判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top == 0;//为空就返回true
}
//栈的出数据操作
void SrackPop(ST* ps)
{
assert(ps);
//如果栈为空的话，我们是不能出数据的（top==0）
assert(!StackEmpty(ps));//如果栈为空就会报错了
//走到这里就说明栈不为空
--ps->top;//我们只需要将top进行--操作就能进行栈的出数据操作了
}
//取栈顶元素---循环打印栈顶的数据
STDataType StackTop(ST* ps)//返回值是栈顶的元素
{
assert(ps);
assert(!StackEmpty(ps));//判断当前栈是不是空的，如果是空的话，我们没有什么能取的
return ps->arr[ps->top - 1];//ps->top - 1是这个栈的最后一个数据的下标
}
//获取栈中有效个数
int STSize(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top;
}
Stack.h
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
//定义栈的结构
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
STDataType* arr;
int capacity;//栈的空间大小
int top;//栈顶（插入数据和删除数据的位置）
}ST;
//初始化
void STInit(ST* ps);//传的是地址
//销毁
void STDestory(ST* ps);
//栈顶-=--如数据、出数据
//栈的入数据操作
void SrackPush(ST* ps, STDataType x);//第二个参数是要插入的数据
//栈的出数据操作
void SrackPop(ST* ps);
//取栈顶元素---循环打印栈顶的数据
STDataType StackTop(ST* ps);//返回值是栈顶的元素
//判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps);
//获取栈中有效个数
int STSize(ST* ps);
队列的概念
概念：只允许在⼀端进⾏插⼊数据操作，在另⼀端进⾏删除数据操作的特殊线性表，队列具有先进先出FIFO(First In First Out)
⼊队列：进⾏插⼊操作的⼀端称为队尾
出队列：进⾏删除操作的⼀端称为队头
队头：用来删除数据
对头：用来插入数据
队列的底层是链表，链表是由一个一个的节点组成
//定义队列节点的结构
struct QueueNode
{
int data;
struct QueueNode* next;//指向下个节点的指针
};
struct Queue
{
struct QueueNode* phead;//指向的是队头--删除数据
struct QueueNode* ptail;//指向的是队尾--插入数据
};
为什么是定义的是两个结构体类型呢？
队列中的每一个数据是通过一个节点保存的，节点和节点之间是通过指针链接的，
其实就是维护了一个链表，给这个链表加上先进先出的限制，其实就是队列了
Queue.h
#pragma once
#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
#include<stdbool.h>
//定义队列结构
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
QDataType data;
struct QueueNode* next;
}QueueNode;
typedef struct Queue
{
QueueNode*phead;//指向头节点的指针---队头--删除数据
QueueNode*ptail;//指向尾节点的指针---队尾--插入数据
int size;//保存队列有效个数
}Queue ;
//初始化
void QueueInit(Queue* pq);
//入队列，队尾 插入数据
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);
//出队列,队头 删除数据
void QueuePop(Queue* pq);
//判断队列是否为空
bool Queuempty(Queue* pq);
//取队头数据
QDataType QueueFront(Queue* pq);
//取队尾数据
QDataType QueueBack(Queue* pq);
//队列有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq);
//队列的销毁
void QueueDestroy(Queue* pq);
Queue.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Queue.h"
//初始化
void QueueInit(Queue* pq)
{
assert(pq);//传过来的不能是空指针
pq->phead = pq->ptail = NULL;//空的队列
pq->size = 0;
}
//判断队列是否为空
bool Queuempty(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->phead == NULL && pq->ptail == NULL;
//如果后面的表达式成立，那么就是真，返回的是true
//就是说如果这里的是空队列的话，那么就返回的是true
}
//入队列，队尾 插入数据
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
assert(pq);
//申请新节点
QueueNode* newnode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));//申请一个节点大小的空间
if (newnode == NULL)
{
perror("malloc dail!");
exit(1);
}
//对newnode进行初始化操作
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
if (pq->phead == NULL)//说明队列为空
{
pq->phead = pq->ptail = newnode;//那么此时的newnode不仅是头结点也是尾节点
}
else//队列不为空
{
pq->ptail->next = newnode;
//那么此时的newnode 就是新的ptail
pq->ptail = newnode;
}
pq->size++;
}
//出队列,队头 删除数据 从头结点开始删除数据
void QueuePop(Queue* pq)
{
assert(pq);
//队列为空（不可删除数据，因为没有数据）
//队列不为空（可删除数据）
assert(!Queuempty(pq));//队列为空白的话就报错
//处理只有一个节点的情况，避免ptail变成野指针
//判断只有一个节点的情况
if (pq->ptail == pq->phead)//头尾指针相同，说明只有一个节点
{
free(pq->phead);//随便释放
pq->phead = pq->ptail = NULL;
}
else//处理多个节点的情况
{
//删除队头元素
//那么我们现将下个节点的位置进行保存
QueueNode* next = pq->phead->next;
//存储好之后我们直接将头结点进行释放
free(pq->phead);
pq->phead = next;//那么之前存的next就是新的头结点了
}
pq->size--;
}
//取队头数据
QDataType QueueFront(Queue* pq)//返回队头数据
{
assert(pq);
assert(!Queuempty(pq));//队列不为空
return pq->phead->data;//将队头里面的数据直接返回就行了
}
//取队尾数据
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!Queuempty(pq));//队列不为空
return pq->ptail->data;
}
//队列有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq)
{
assert(pq);
//下面这种遍历的话效率太低了
//int size = 0;
定义一个指针进行遍历
//QueueNode* pcur = pq->phead;//指向队列的头结点
//while (pcur)//pcur不为空就往后走
//{
// size++;
// pcur = pcur->next;
//}
//return size;
return pq->size;
}
//队列的销毁
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!Queuempty(pq));//队列不为空
//遍历
QueueNode* pcur = pq->phead;
while (pcur)
{
//销毁之前先把下个节点进行保存
QueueNode* next = pcur -> next;
free(pcur);
//将Pcur销毁之后，那么之前保存的next就是新的头结点
pcur = next;
}
pq->phead = pq->ptail = NULL;
pq->size = 0;
}
test.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"Queue.h"
void QueueTest01()
{
Queue q;//创建一个队列变量
//初始化
QueueInit(&q);
//插入数据
QueuePush(&q, 1);
QueuePush(&q, 2);
QueuePush(&q, 3);
QueuePush(&q, 4);
//取队头数据
printf("head:%d\n", QueueFront(&q));
//取队尾数据
printf("tail:%d\n", QueueBack(&q));
//删除
QueuePop(&q);
//队列有效个数
printf("size:%d\n", QueueSize(&q));
//队列的销毁
QueueDestroy(&q);
}
int main()
{
QueueTest01();
}
栈和队列相关的OJ题
题目一：有效的括号
//借助数据结构---栈来解决这道题
/*
思路：我们先创建一个字符串指针ps
我们再创建一个栈空间
我们通过ps进行字符串的遍历
如果是做左括号的话，那么我们就进行入栈操作
如果我们遇到了右括号的话，那么我们就与栈顶的元素进行匹配
如果是一对括号的话，那么我们就进行出栈操作，然后ps++,top-- 进行下一对括号的匹配
如果ps++指向的是大括号，但是栈顶的是小括号，那么现在就是不匹配的
那么我们就直接返回false
*/
typedef char STDataType;
typedef struct Stack
{
STDataType* arr;
int capacity;
int top;//栈顶
}ST;
//初始化
void STInit(ST* ps)
{
assert(ps);//判断传的ps是不是空的
ps->arr = NULL;
ps->capacity = ps->top = 0;
//一开始的栈顶等于我们的栈底（栈为空的话）
}
//销毁
void STDestory(ST* ps)
{
assert(ps);//参数不能传空
if (ps->arr)//arr不为空的话我们直接将数组释放掉
{
free(ps->arr);
}
ps->arr = NULL;
ps->capacity = ps->top = 0;
}
//栈的入数据操作
void SrackPush(ST* ps, STDataType x)
{
assert(ps);//ps不能传空
//如果空间足够的话我们直接进行插入
//判断空间是否足够，如果top等于capacity的话，那么就说明我们这个栈就是满的
if (ps->capacity == ps->top)//，满了，我们需要进行增容操作
{
//二倍的增加
//初始情况下我们的capacity是定义为0的，所以我们不能直接进行乘二的操作
//我们需要创建一个变量
int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
//如果容量为0的话，我们给newCapacity一个初始值4，如果不为0我们就进行乘二的操作
STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(STDataType));
if (tmp == NULL)
{
perror("realloc fail!");
exit(1);
}
//申请成功，我们将tmp申请的空间给pa->arr
ps->arr = tmp;
//申请空间成功了，那么我们就要将capacity进行改变了
ps->capacity = newCapacity;
}
//到这里空间一定是够的
ps->arr[ps->top] = x;//我们往栈顶的位置进行添加数据
//添加完数据之后，top要加加
ps->top++;
}
//判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top == 0;//为空就返回true
}
//栈的出数据操作
void SrackPop(ST* ps)
{
assert(ps);
//如果栈为空的话，我们是不能出数据的（top==0）
assert(!StackEmpty(ps));//如果栈为空就会报错了
//走到这里就说明栈不为空
--ps->top;//我们只需要将top进行--操作就能进行栈的出数据操作了
}
//取栈顶元素---循环打印栈顶的数据
STDataType StackTop(ST* ps)//返回值是栈顶的元素
{
assert(ps);
assert(!StackEmpty(ps));//判断当前栈是不是空的，如果是空的话，我们没有什么能取的
return ps->arr[ps->top - 1];//ps->top - 1是这个栈的最后一个数据的下标
}
//获取栈中有效个数
int STSize(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top;
}
bool isValid(char* s)
{
ST st;//创建一个栈变量
//初始化
STInit(&st);
//遍历字符串s
char *ps=s;//指向字符串s
while(*ps!='\0')//我们需要遍历字符串'\0'之前的数据
{
//左括号入栈
if(*ps=='('|| *ps=='[' || *ps=='{')
{
SrackPush(&st,*ps);
}
else//右括号，和栈顶元素进行匹配
{
//栈不为空才能取元素
//判断栈是否为空，空的话直接返回false
if(StackEmpty(&st))//栈为空的话，这个函数返回的就是true
{
return false;
}
//取栈顶元素，与top进行比较
char ch=StackTop(&st);//栈顶的元素，我们取出
if((*ps==')' &&ch=='(')
||(*ps==']' &&ch=='[')
||(*ps=='}' &&ch=='{'))
{
//匹配上了我们就进行出栈操作
SrackPop(&st);
}
else
{
//不匹配的话，我们在返回之前我们同样需要进行销毁操作
STDestory(&st);
//那么就是括号不匹配了
return false;
}
}
//入栈之后我们进行ps++
ps++;
}
bool ret=StackEmpty(&st)==true;//为空的话那么我们就返回truew
//销毁
STDestory(&st);
return ret;
}
/*
假如我们的字符串里面只有一个左括号的话，那么这个代码就会直接入栈
然后跳出循环，并没有对栈内的空间进行检查
并没有进行出栈的操作，所以栈内是有元素的
我们要判断栈内是否为空
如果是空的话，那么就说括号都配对完成了，左括号都出栈了，那么就返回true
*/
/*
我们在取栈顶元素之前我们还要对栈的空间进行判断，看看栈是否为空，
栈不为空才能去栈顶元素
栈为空的话，之间返回false
*/
题目二:用队列实现栈
/*
队列是先进先出
栈是先进后出
*/
/*
因为我们是要进行栈的实现
那么假如我们存进去1 2 3
那么拿出来的就是3 2 1
我们用两个队列实现
Q1和Q2两个队列
假设现在Q1里面的是1 2 3,1在对头，3在队尾
我们Q1每次出size-1个数据入到Q2里面，那么此时的Q1就剩下一个3,那么我们直接将3出栈，那么得到的第一个数就是3
以此类推我们就能得到3 2 1
*/
/*
两个队列，那个队列不为空，我们就将这个队列里面的size-1个数据导入到另一个队列里面去，然后将剩下的元素导出了
如果最后队列里面只有一个数据，那么我们就直接将这个数据导出
*/
/*思路：
出栈：找到不为空的队列，将size-1个数据导入到另一个队列中
入栈：往空队列中插入数据
取栈顶元素
*/
//定义队列结构
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{
QDataType data;
struct QueueNode* next;
}QueueNode;
typedef struct Queue
{
QueueNode*phead;//指向头节点的指针---队头--删除数据
QueueNode*ptail;//指向尾节点的指针---队尾--插入数据
int size;//保存队列有效个数
}Queue ;
//初始化
void QueueInit(Queue* pq)
{
assert(pq);//传过来的不能是空指针
pq->phead = pq->ptail = NULL;//空的队列
pq->size = 0;
}
//判断队列是否为空
bool Queuempty(Queue* pq)
{
assert(pq);
return pq->phead == NULL && pq->ptail == NULL;
//如果后面的表达式成立，那么就是真，返回的是true
//就是说如果这里的是空队列的话，那么就返回的是true
}
//入队列，队尾 插入数据
void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)
{
assert(pq);
//申请新节点
QueueNode* newnode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));//申请一个节点大小的空间
if (newnode == NULL)
{
perror("malloc dail!");
exit(1);
}
//对newnode进行初始化操作
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
if (pq->phead == NULL)//说明队列为空
{
pq->phead = pq->ptail = newnode;//那么此时的newnode不仅是头结点也是尾节点
}
else//队列不为空
{
pq->ptail->next = newnode;
//那么此时的newnode 就是新的ptail
pq->ptail = newnode;
}
pq->size++;
}
//出队列,队头 删除数据 从头结点开始删除数据
void QueuePop(Queue* pq)
{
assert(pq);
//队列为空（不可删除数据，因为没有数据）
//队列不为空（可删除数据）
assert(!Queuempty(pq));//队列为空白的话就报错
//处理只有一个节点的情况，避免ptail变成野指针
//判断只有一个节点的情况
if (pq->ptail == pq->phead)//头尾指针相同，说明只有一个节点
{
free(pq->phead);//随便释放
pq->phead = pq->ptail = NULL;
}
else//处理多个节点的情况
{
//删除队头元素
//那么我们现将下个节点的位置进行保存
QueueNode* next = pq->phead->next;
//存储好之后我们直接将头结点进行释放
free(pq->phead);
pq->phead = next;//那么之前存的next就是新的头结点了
}
pq->size--;
}
//取队头数据
QDataType QueueFront(Queue* pq)//返回队头数据
{
assert(pq);
assert(!Queuempty(pq));//队列不为空
return pq->phead->data;//将队头里面的数据直接返回就行了
}
//取队尾数据
QDataType QueueBack(Queue* pq)
{
assert(pq);
assert(!Queuempty(pq));//队列不为空
return pq->ptail->data;
}
//队列有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq)
{
assert(pq);
//下面这种遍历的话效率太低了
//int size = 0;
定义一个指针进行遍历
//QueueNode* pcur = pq->phead;//指向队列的头结点
//while (pcur)//pcur不为空就往后走
//{
// size++;
// pcur = pcur->next;
//}
//return size;
return pq->size;
}
//队列的销毁
void QueueDestroy(Queue* pq)
{
assert(pq);
//assert(!Queuempty(pq));//队列不为空
//遍历
QueueNode* pcur = pq->phead;
while (pcur)
{
//销毁之前先把下个节点进行保存
QueueNode* next = pcur -> next;
free(pcur);
//将Pcur销毁之后，那么之前保存的next就是新的头结点
pcur = next;
}
pq->phead = pq->ptail = NULL;
pq->size = 0;
}
//两个队列来实现栈
typedef struct
{
Queue q1;//队列1
Queue q2;//队列2
} MyStack;
//STInit 栈的初始化
MyStack* myStackCreate()
{
MyStack*pst=(MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));//创建一个栈大小的空间
QueueInit(&pst->q1);//调用初始化函数对q1进行初始化
QueueInit(&pst->q2);
return pst;
}
//那么到这里我们有一个空栈，栈里面有两个队列
//入数据
void myStackPush(MyStack* obj, int x)
{
//往不为空的队列插入数据
//第一步判断那个队列是非空队列
if(!Queuempty(&obj->q1))//如果这个队列不是空的话，我们就我那个这个队列里面入数据
{
//往队列内插入数据
QueuePush(&obj->q1,x);
}
else
{
QueuePush(&obj->q2,x);
}
}
//出数据
int myStackPop(MyStack* obj)
{
//找到不为空的队列
Queue*empQ=&obj->q1;//假设q1是空的，创建指针指向q1
Queue*noneQ=&obj->q2;//q2不为空，指针指向q2
if(!Queuempty(&obj->q1))//如果q1不为空
{
//创建两个指针，noneQ指向的是非空队列，empQ指向的是空队列
noneQ=&obj->q1;//那么这个非空指针就指向了q1
empQ=&obj->q2;//那么空指针就指向q2了
}
//将不为空内的size-1个数据导入到另一个队列里面
while(QueueSize(noneQ)>1)//循环条件是非空队列里面只剩下一个有效的数据了
{
int front=QueueFront(noneQ);//获取这个非空队列里面的队头数据
QueuePush(empQ,front);//往空队列里面循环插入队头数据
QueuePop(noneQ);//因为我们这个非空队列的队头数据已经拿出去了 ，那么我们就将非空队列进行删除数据操作
}
//非空队列中只剩下一个数据----那么这个数据就是要出栈的数据
int pop=QueueFront(noneQ);//获取剩下的这个元素
QueuePop(noneQ);//进行出数据操作
return pop;//返回我们要的值
}
//取栈顶元素 假设插入1 2 3，那么栈顶就是3 这里是2两个队列
int myStackTop(MyStack* obj)
{
//找到不为空的队列，取队尾元素
if(!Queuempty(&obj->q1))//如果第一个队列不为空的话
{
return QueueBack(&obj->q1);//直接将取到的队尾元素进行返回就行了
}
else
{
return QueueBack(&obj->q2);
}
}
//判读栈是否为空
bool myStackEmpty(MyStack* obj)
{
//两个队列如果都为空的话，那么这个栈就是空的
return Queuempty(&obj->q1) && Queuempty(&obj->q2);
}
//销毁
void myStackFree(MyStack* obj)
{
//就是栈内的连个队列的销毁
QueueDestroy(&obj->q1);
QueueDestroy(&obj->q2);
free(obj);//将我们之前申请的栈空间进行释放掉
obj=NULL;
}
/**
* Your MyStack struct will be instantiated and called as such:
* MyStack* obj = myStackCreate();
* myStackPush(obj, x);
* int param_2 = myStackPop(obj);
* int param_3 = myStackTop(obj);
* bool param_4 = myStackEmpty(obj);
* myStackFree(obj);
*/
题目三：用栈实现队列
//定义栈的结构
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
STDataType* arr;
int capacity;//栈的空间大小
int top;//栈顶（插入数据和删除数据的位置）
}ST;
//初始化
void STInit(ST* ps)
{
assert(ps);//判断传的ps是不是空的
ps->arr = NULL;
ps->capacity = ps->top = 0;
//一开始的栈顶等于我们的栈底（栈为空的话）
}
//销毁
void STDestory(ST* ps)
{
assert(ps);//参数不能传空
if (ps->arr)//arr不为空的话我们直接将数组释放掉
{
free(ps->arr);
}
ps->arr = NULL;
ps->capacity = ps->top = 0;
}
//栈的入数据操作
void SrackPush(ST* ps, STDataType x)
{
assert(ps);//ps不能传空
//如果空间足够的话我们直接进行插入
//判断空间是否足够，如果top等于capacity的话，那么就说明我们这个栈就是满的
if (ps->capacity == ps->top)//，满了，我们需要进行增容操作
{
//二倍的增加
//初始情况下我们的capacity是定义为0的，所以我们不能直接进行乘二的操作
//我们需要创建一个变量
int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;
//如果容量为0的话，我们给newCapacity一个初始值4，如果不为0我们就进行乘二的操作
STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(STDataType));
if (tmp == NULL)
{
perror("realloc fail!");
exit(1);
}
//申请成功，我们将tmp申请的空间给pa->arr
ps->arr = tmp;
//申请空间成功了，那么我们就要将capacity进行改变了
ps->capacity = newCapacity;
}
//到这里空间一定是够的
ps->arr[ps->top] = x;//我们往栈顶的位置进行添加数据
//添加完数据之后，top要加加
ps->top++;
}
//判断栈是否为空
bool StackEmpty(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top == 0;//为空就返回true
}
//栈的出数据操作
void SrackPop(ST* ps)
{
assert(ps);
//如果栈为空的话，我们是不能出数据的（top==0）
assert(!StackEmpty(ps));//如果栈为空就会报错了
//走到这里就说明栈不为空
--ps->top;//我们只需要将top进行--操作就能进行栈的出数据操作了
}
//取栈顶元素---循环打印栈顶的数据
STDataType StackTop(ST* ps)//返回值是栈顶的元素
{
assert(ps);
assert(!StackEmpty(ps));//判断当前栈是不是空的，如果是空的话，我们没有什么能取的
return ps->arr[ps->top - 1];//ps->top - 1是这个栈的最后一个数据的下标
}
//获取栈中有效个数
int STSize(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top;
}
///
/*
因为我们是用两个栈来实现队列
那么假如我们插入1 2 3
那么导出的也是1 2 3
我们创建两个栈，分别用来入数据和出数据
第一个栈接入我们放的是1 2 3 1在栈底，3在栈顶
那么我们将这三个数据依次放到另一个栈内
那么另一个栈就是3 2 1 3在栈第，1在栈顶，那么我们依次将这个栈的数据依次导出
就能达到队列的效果了
*/
/*逻辑：pop是出数据
入队：往pushST中插入数据
出队：判断popST是否为空，不为空直接pop,为空的话将pushST导入到popST中
取队头：跟出队一样的，但是这里不pop数据
*/
typedef struct
{
ST pushST;//两个栈
ST popST;
} MyQueue;
//初始化操作
MyQueue* myQueueCreate()
{
MyQueue*pst=(MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
STInit(&pst->pushST);//栈的初始化
STInit(&pst->popST);
return pst;
}
//往pushST中插入数据
void myQueuePush(MyQueue* obj, int x)
{
//调用栈的插入方法
SrackPush(&obj->pushST,x);//往pushST中插入数据
}
//删除数据
int myQueuePop(MyQueue* obj)
{
//1.检查popST是否为空
//1)不为空直接 出
//2)为空，pushST导入到popST,在出数据
if(StackEmpty(&obj->popST))//如果为空的话，我们就进项导数据操作
{
//导数据
while(!StackEmpty(&obj->pushST))//只要不为空，我们就将这个栈内的数据导出
{
//循环取栈顶数据
//StackTop(&obj->pushST)将这个栈内的栈顶数据取出
SrackPush(&obj->popST,StackTop(&obj->pushST));
//将pushST这个栈的栈顶数据导入到popST中
//取完数据，插入完数据之后我们再将进行pop操作，换下个数
SrackPop(&obj->pushST);
//下次我们取到的就是新的栈顶元素
}
}
//取栈顶，删除栈顶元素并返回栈顶数据
int top=StackTop(&obj->popST);//将这个栈的栈顶元素保存出来
SrackPop(&obj->popST);//将栈顶元素删除，下次就是新的栈顶元素
return top;
}
//取队头元素
int myQueuePeek(MyQueue* obj)
{
//1.检查popST是否为空
//1)不为空直接 出
//2)为空，pushST导入到popST,在出数据
if(StackEmpty(&obj->popST))//如果为空的话，我们就进项导数据操作
{
//导数据
while(!StackEmpty(&obj->pushST))//只要不为空，我们就将这个栈内的数据导出
{
//循环取栈顶数据
//StackTop(&obj->pushST)将这个栈内的栈顶数据取出
SrackPush(&obj->popST,StackTop(&obj->pushST));
//将pushST这个栈的栈顶数据导入到popST中
//取完数据，插入完数据之后我们再将进行pop操作，换下个数
SrackPop(&obj->pushST);
//下次我们取到的就是新的栈顶元素
}
}
//取栈顶，删除栈顶元素并返回栈顶数据
return StackTop(&obj->popST);//我们直接将这个栈顶数据返回
}
//判断我们的队列是否为空，就是判断这个队列里面的两个栈是否为空
bool myQueueEmpty(MyQueue* obj)
{
//如果这两个栈都不为空，那么这个队列就不为空
return StackEmpty(&obj->pushST) &&StackEmpty(&obj->popST);
}
//销毁
void myQueueFree(MyQueue* obj)
{
STDestory(&obj->pushST);
STDestory(&obj->popST);
free(obj);
obj=NULL;
}
/**
* Your MyQueue struct will be instantiated and called as such:
* MyQueue* obj = myQueueCreate();
* myQueuePush(obj, x);
* int param_2 = myQueuePop(obj);
* int param_3 = myQueuePeek(obj);
* bool param_4 = myQueueEmpty(obj);
* myQueueFree(obj);
*/
题目四：设计循环队列
//推荐循环队列底层队列为数组
/*
插入数据：循环队列满了，就不能插入数据
*/
/*
一开始的front指向的是数组的头元素
rear也是指向数组的头元素
每次插入一个元素，rear就进行++操作
我们在下面申请了k+1个整型的空间，最后一个空间仅仅只是占位置的，不是存储数据的，实际存储数据的只有k个
假设这里是5个空间
0 1 2 3 4 这是对应的下标
一开始的front和rear都指向的是0，每次增加一个元素，rear++
等rear指向4的时候这个数组就存满了
因为是循环，最后rear++会回到front的位置
那么我们可以通过(rear+1)%(k+1)==front来判断队列是否满了
rear==front可以判断队列是否为空
*/
//定义循环队列的结构
typedef struct
{
int *arr;
int rear;
int front;
int capacity;//保存数组的空间的大小k
} MyCircularQueue;
//循环队列的初始化
MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k)//我们根据这个K进行动态的申请内存,这里的返回值是指向循环队列的指针
{
MyCircularQueue*pst=(MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));//先开辟队列的空间
//因为队列的底层结构是数组，那么我们再为数组开辟空间
pst->arr=(int*)malloc(sizeof(int)*(k+1));//我们给数组申请K+1个整型大小的空间
pst->front=pst->rear=0;
pst->capacity=k;//循环队列的容量大小是k
return pst;
}
//判断队列是否满了
bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj)
{
return (obj->rear+1)%(obj->capacity+1)==obj->front;//就说明满了
//capacity+1是数组的容量大小，多出的1是用来占位置的
}
//向循环队列里面插入数据，如果成功插入就返回真
bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value)
{
//队列如果满了的话就不能进行插入数据的操作了
if(myCircularQueueIsFull(obj))//如果满了的话,就不能插入数据了
{
return false;
}
//走到这里说明队列还没有满，我们就进行插数据操作
obj->arr[obj->rear++]=value;//插入完数据之后rear要进行++的操作
//为了保证循环的效果
/*
假设我们的rear此时在占位置的那个位置，就是多出来的1的那个位置
为了保证循环，我们要让rear回到数组的第一个位置 */
obj->rear%=obj->capacity+1;//obj->rear=obj->rear % (obj->capacity+1)//我们这里进行求余的操作，将结果给rear
//插入完成我们就返回true
return true;
}
//判断队列是否为空
bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj)
{
return obj->rear==obj->front;
}
//从循环队列中删除一个元素，成功删除就返回true
bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj)
{
//既然要删除数据，那么队列就不能为空
if(myCircularQueueIsEmpty(obj))//说明这个数组为空，我们就不进行删除数据的操作了
{
return false;
}
//走到这里说明队列不为空，那么我们就进行删除操作
obj->front++;
obj->front%=obj->capacity+1;//取余
//原先front位置的数据还在，但是我们现在front已经换位置了，那么原先位置的数据就能就行插入数据了
return true;
}
//取对首元素，返回对应值
int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj)
{
//队列为空就没啥数据能取
//判断队列是否为空
if(myCircularQueueIsEmpty(obj))//队列为空的话我们直接返回-1
{
return -1;
}
return obj->arr[obj->front];
}
//取对尾元素，返回对应值
int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj)
{
//队列为空就没啥数据能取
//判断队列是否为空
if(myCircularQueueIsEmpty(obj))//队列为空的话我们直接返回-1
{
return -1;
}
//return obj->arr[obj->rear-1];//rear指向的是最后一个数据的下一个位置
//假如我们的rear指向的是0下标的数，那么rear-1不就是-1吗？这么写代码就是错的，，存在越界情况
int prev=obj->rear-1;//定义一个指针指向rear前一个数据
if(obj->rear==0)
{
prev=obj->capacity;//下标为4，那么就是这个数组的第5个位置，就是最后一个位置
}
return obj->arr[prev];
//队尾元素就是rear经历过++操作之前的位置的元素
}
//循环队列的销毁
void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj)
{
free(obj->arr);
free(obj);
obj=NULL;
}
/**
* Your MyCircularQueue struct will be instantiated and called as such:
* MyCircularQueue* obj = myCircularQueueCreate(k);
* bool param_1 = myCircularQueueEnQueue(obj, value);
* bool param_2 = myCircularQueueDeQueue(obj);
* int param_3 = myCircularQueueFront(obj);
* int param_4 = myCircularQueueRear(obj);
* bool param_5 = myCircularQueueIsEmpty(obj);
* bool param_6 = myCircularQueueIsFull(obj);
* myCircularQueueFree(obj);
*/