[C/C++] 数据结构 LeetCode:用队列实现栈
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。
题目链接:力扣（LeetCode）官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台
功能实现思路:
在实现这个题目之前得先完成队列的基本操作,可以参考文章:http://t.csdnimg.cn/3v2IZ
1. 出栈
现在我们有两个队列,假设在第一个队列里依次入了1 2 3 4 5,另一个队列为空队列
现在要出栈的话,应该把5出去,但是数据目前在队列里,出数据只能从队头出,所以可以把1 2 3 4依次出队列,并入到第二个队列中,此时就可以把5出去了,此时又是一个队列为空,另一个存着剩余的数据,再出栈的话,还按照这个方法即可
int myStackPop(MyStack* obj) {
//由于不知道哪个队列为空队列,可以采用假设法
Queue* empty = &obj->queue1;
Queue* nonempty=&obj->queue2;
if(!QueueEmpty(&obj->queue1))
{
empty=&obj->queue2;
nonempty=&obj->queue1;
}
while(QueueSize(nonempty)>1)
{
QueuePush(empty,QueueFront(nonempty));
QueuePop(nonempty);
}
int top=QueueFront(nonempty);
QueuePop(nonempty);
return top;
}总结:
出栈操作相当于非空队列的队尾元素出队,此时需要把非空队列除最后一个元素之外的其他元素入队到空队列,然后出队最后一个队尾元素
2.入栈
入栈操作相当于在非空队列进行入队操作
void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
if(!QueueEmpty(&obj->queue1))
{
QueuePush(&obj->queue1,x);
}
else
{
QueuePush(&obj->queue2,x);
}
}3.判空
只要两个队列都没有元素就表示栈空
bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
return QueueEmpty(&obj->queue1)&&QueueEmpty(&obj->queue2);
}4.返回栈顶元素
即返回非空队列队尾元素
int myStackTop(MyStack* obj) {
if(!QueueEmpty(&obj->queue1))
{
return QueueTail(&obj->queue1);
}
else
{
return QueueTail(&obj->queue2);
}
}typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode {
QDataType x;
struct QueueNode* next;
}Node;
typedef struct Queue
{
Node* head;
Node* tail;
int size;
}Queue;
void QueueInit(Queue* ps);
void QueuePush(Queue* ps,QDataType x);
void QueuePop(Queue* ps);
bool QueueEmpty(Queue* ps);
QDataType QueueFront(Queue* ps);
QDataType QueueTail(Queue* ps);
int QueueSize(Queue* ps);
void QueueDestory(Queue* ps);
void QueueInit(Queue* ps)
{
assert(ps);
ps->head = ps->tail = NULL;
ps->size = 0;
}
void QueuePush(Queue* ps, QDataType x)
{
assert(ps);
//创建新节点
Node* newnode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
if (newnode == NULL)
{
perror("malloc");
return;
}
newnode->next = NULL;
newnode->x = x;
//尾插
if (ps->tail == NULL)
{
ps->head = ps->tail = newnode;
}
else
{
ps->tail->next = newnode;
ps->tail = ps->tail->next;
}
ps->size++;
}
void QueuePop(Queue* ps)
{
assert(ps);
assert(ps->head);
if (ps->head->next == NULL)
{
ps->head = ps->tail = NULL;
}
else
{
Node* next = ps->head->next;
free(ps->head);
ps->head = next;
}
ps->size--;
}
bool QueueEmpty(Queue* ps)
{
assert(ps);
return ps->tail == NULL;
}
QDataType QueueFront(Queue* ps)
{
assert(ps);
assert(ps->head);
return ps->head->x;
}
QDataType QueueTail(Queue* ps)
{
assert(ps);
assert(ps->tail);
return ps->tail->x;
}
int QueueSize(Queue* ps)
{
assert(ps);
return ps->size;
}
void QueueDestory(Queue* ps)
{
assert(ps);
Node* cur = ps->head;
while (cur)
{
Node* next = cur->next;
free(cur);
cur = next;
}
ps->head=ps->tail = NULL;
ps->size=0;
}
typedef struct {
Queue queue1;
Queue queue2;
} MyStack;
MyStack* myStackCreate() {
MyStack* mystack=(MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
QueueInit(&mystack->queue1);
QueueInit(&mystack->queue2);
return mystack;
}
void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
if(!QueueEmpty(&obj->queue1))
{
QueuePush(&obj->queue1,x);
}
else
{
QueuePush(&obj->queue2,x);
}
}
int myStackPop(MyStack* obj) {
Queue* empty = &obj->queue1;
Queue* nonempty=&obj->queue2;
if(!QueueEmpty(&obj->queue1))
{
empty=&obj->queue2;
nonempty=&obj->queue1;
}
while(QueueSize(nonempty)>1)
{
QueuePush(empty,QueueFront(nonempty));
QueuePop(nonempty);
}
int top=QueueFront(nonempty);
QueuePop(nonempty);
return top;
}
int myStackTop(MyStack* obj) {
if(!QueueEmpty(&obj->queue1))
{
return QueueTail(&obj->queue1);
}
else
{
return QueueTail(&obj->queue2);
}
}
bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
return QueueEmpty(&obj->queue1)&&QueueEmpty(&obj->queue2);
}
void myStackFree(MyStack* obj) {
QueueDestory(&obj->queue1);
QueueDestory(&obj->queue2);
free(obj);
}