C语言每日一题（40）栈实现队列

力扣232 用栈实现队列

题目描述

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

说明：

• 你 只能 使用标准的栈操作 —— 也就是只有 push to top, peek/pop from top, size, 和 is empty 操作是合法的。
• 你所使用的语言也许不支持栈。你可以使用 list 或者 deque（双端队列）来模拟一个栈，只要是标准的栈操作即可。

思路分析

针对队列的四个功能，我们逐一讲解并进行实现

1.void push(int x) 将元素 x 推到队列的末尾：关于进队，没有具体的返回值，对于系统如何进行存储也没有过多要求，我们就定义一个pushst（用来进队元素的栈），将元素直接push即可。

2.int pop() 从队列的开头移除并返回元素：这里就有讲究了，出栈是将最后进入的元素返回，但出队却是将最先进入的元素返回，但又不能取到栈底元素，所以我们需要再定义一个栈来进行出队用，定义为popst，出队的时候，只需要将pushst里的元素全部出栈，进栈到popst中，再返回popst栈顶元素自然就是需要出队的元素了。

3.int peek() 返回队列开头的元素：此功能与上面的思路完全一样的，但先实现此功能对于上面的出队功能会非常方便，稍后在代码里会进行讲解。

4.boolean empty() 如果队列为空，返回 true ；否则，返回 false： 直接判断两个栈同时为空即可。

完整代码

typedef int STDataType;

typedef struct Stack
{
	STDataType* a;
	int _top;
	int _capacity;
}Stack;

// 初始化栈
void StackInit(Stack* ps);
// 入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType data);
// 出栈
void StackPop(Stack* ps);
// 获取栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* ps);
// 获取栈中有效元素个数
int StackSize(Stack* ps);
// 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0
int StackEmpty(Stack* ps);
// 销毁栈
void StackDestroy(Stack* ps);


// 初始化栈
void StackInit(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	ps->a = NULL;
	ps->_capacity = 0;
	ps->_top = 0;
}

// 入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType data)
{
	assert(ps);
	//检查是否栈满
	if (ps->_top == ps->_capacity)
	{
		int newcapacity = ps->_capacity == 0 ? 4 : ps->_capacity * 2;
		Stack* ptr = realloc(ps->a, sizeof(STDataType) * newcapacity);
		if (ptr == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			return;
		}
		ps->a = ptr;
		ps->_capacity = newcapacity;
		
	}
	//入栈
	ps->a[ps->_top] = data;
	ps->_top++;
}

// 出栈
void StackPop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->_top > 0);
	ps->_top--;
}

// 获取栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->_top > 0);

	return ps->a[ps->_top-1];
}

// 获取栈中有效元素个数
int StackSize(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->_top;
}
// 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0
int StackEmpty(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	if (ps->_top == 0)
	{
		return 1;
	}
	else
	{
		return 0;
	}
}

// 销毁栈
void StackDestroy(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->a);
	ps->_capacity = 0;
	ps->_top = 0;
}


//实现区

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


MyQueue* myQueueCreate() {
    MyQueue* obj=(MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
    StackInit(&obj->popst);
    StackInit(&obj->pushst);
    return obj;
}
void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {
    StackPush(&obj->pushst,x);
    
}

int myQueuePop(MyQueue* obj) {
    int Top=myQueuePeek(obj);//将peek的元素放到top里面
    StackPop(&obj->popst);
    return Top;
}

int myQueuePeek(MyQueue* obj) {
    if(StackEmpty(&obj->popst))//只要popst为空，将pushst的数据放到popst中（要考虑到push和pop同时有数据的情况）
    {
        while(!StackEmpty(&obj->pushst))
    {
        StackPush(&obj->popst,StackTop(&obj->pushst));
        StackPop(&obj->pushst); 
    }  
    }
    return StackTop(&obj->popst);//返回pop栈顶元素
}

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

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

/**
 * 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);
*/