用队列实现栈和用栈实现队列(C 语言)
目录
一、用队列实现栈
二、 用栈实现队列
一、用队列实现栈
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。
示例:
输入: ["MyStack", "push", "push", "top", "pop", "empty"] [[], [1], [2], [], [], []]
输出: [null, null, null, 2, 2, false]
解释:
MyStack myStack = new MyStack();
myStack.push(1);
myStack.push(2);
myStack.top(); // 返回 2
myStack.pop(); // 返回 2
myStack.empty(); // 返回 False
提示:
-
1 <= x <= 9
-
最多调用
100
次push
、pop
、top
和empty
-
每次调用
pop
和top
都保证栈不为空
进阶:你能否仅用一个队列来实现栈。
代码实现:
typedef struct {
Queue q1;
Queue q2;
} MyStack;
MyStack* myStackCreate() {
MyStack* obj = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
if (NULL == obj)
{
perror("initialization failed!");
exit(-1);
}
QueueInit(&obj->q1);
QueueInit(&obj->q2);
return obj;
}
bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
assert(obj);
return QueueEmpty(&obj->q1) && QueueEmpty(&obj->q2);
}
void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
assert(obj);
// 让一个队列为空,让另一个队列存储数据
if (!QueueEmpty(&obj->q1))
{
QueuePush(&obj->q1, x);
}
else
{
QueuePush(&obj->q2, x);
}
}
int myStackPop(MyStack* obj) {
assert(obj);
assert(!myStackEmpty(obj)); // 前提是栈非空
// 把非空队列前面的数据导入到另一个空队列中
Queue* empty = &obj->q1;
Queue* nonempty = &obj->q2;
if (!QueueEmpty(&obj->q1))
{
empty = &obj->q2;
nonempty = &obj->q1;
}
while (nonempty->size > 1)
{
QueuePush(empty, QueueFront(nonempty));
QueuePop(nonempty);
}
// 移除并返回栈顶元素
int top = QueueFront(nonempty);
QueuePop(nonempty);
return top;
}
int myStackTop(MyStack* obj) {
assert(obj);
assert(!myStackEmpty(obj)); // 前提是栈非空
if (!QueueEmpty(&obj->q1))
{
return QueueBack(&obj->q1);
}
else
{
return QueueBack(&obj->q2);
}
}
void myStackFree(MyStack* obj) {
assert(obj);
QueueDestroy(&obj->q1);
QueueDestroy(&obj->q2);
free(obj);
obj = NULL;
}
(1条消息) 【数据结构第三章】- 队列_melonyzzZ的博客-CSDN博客
二、 用栈实现队列
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。
示例 1:
输入: ["MyQueue", "push", "push", "peek", "pop", "empty"] [[], [1], [2], [], [], []]
输出: [null, null, null, 1, 1, false]
解释:
MyQueue myQueue = new MyQueue();
myQueue.push(1); // queue is: [1]
myQueue.push(2); // queue is: [1, 2] (leftmost is front of the queue)
myQueue.peek(); // return 1
myQueue.pop(); // return 1, queue is [2]
myQueue.empty(); // return false
提示:
-
1 <= x <= 9
-
最多调用
100
次push
、pop
、peek
和empty
-
假设所有操作都是有效的 (例如,一个空的队列不会调用
pop
或者peek
操作)
进阶:
-
你能否实现每个操作均摊时间复杂度为
O(1)
的队列?换句话说,执行n
个操作的总时间复杂度为O(n)
,即使其中一个操作可能花费较长时间。
代码实现:
typedef struct {
Stack s1; // s1 用来入栈
Stack s2; // s2 用来出栈
} MyQueue;
MyQueue* myQueueCreate() {
MyQueue* obj = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
if (NULL == obj)
{
perror("initialization failed!");
exit(-1);
}
StackInit(&obj->s1);
StackInit(&obj->s2);
return obj;
}
bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {
assert(obj);
return StackEmpty(&obj->s1) && StackEmpty(&obj->s2);
}
void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {
assert(obj);
StackPush(&obj->s1, x);
}
int myQueuePeek(MyQueue* obj) {
assert(obj);
assert(!myQueueEmpty(obj)); // 前提是队列非空
if (StackEmpty(&obj->s2))
{
// 如果 s2 为空,则需要将 s1 中的所有元素导入 s2 中
while (!StackEmpty(&obj->s1))
{
StackPush(&obj->s2, StackTop(&obj->s1));
StackPop(&obj->s1);
}
}
return StackTop(&obj->s2);
}
int myQueuePop(MyQueue* obj) {
int front = myQueuePeek(obj);
StackPop(&obj->s2);
return front;
}
void myQueueFree(MyQueue* obj) {
assert(obj);
StackDestroy(&obj->s1);
StackDestroy(&obj->s2);
free(obj);
obj = NULL;
}
(1条消息) 【数据结构第三章】- 栈_melonyzzZ的博客-CSDN博客