程序员成长之旅——用队列实现栈

题目简介

使用队列实现栈的下列操作：

• push(x) – 元素 x 入栈
• pop() – 移除栈顶元素
• top() – 获取栈顶元素
• empty() – 返回栈是否为空

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 这些操作是合法的。
• 你所使用的语言也许不支持队列。 你可以使用 list 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。
• 你可以假设所有操作都是有效的（例如, 对一个空的栈不会调用 pop 或者 top 操作）。

LeetCode

C语言实现

做这道题一定要清楚知道栈和队列的性质和定义，在知道这个的前提下，我们就可以完美的解决这个问题了。

在这里我是用两个队列实现出栈的性质的。具体实现可看代码。

typedef int QUDataType;

typedef struct QueueNode
{
	QUDataType _data;
	struct QueueNode* _next;
}QueueNode;

typedef struct Queue
{
	QueueNode* _front;//队头
	QueueNode* _rear;//队尾
}Queue;


void QueueInit(Queue* q)
{
	assert(q);
	q->_front = q->_rear = NULL;
}

void QueueDestory(Queue* pq)
{
	assert(pq);
	QueueNode* cur = pq->_front;
	while (cur)
	{
		QueueNode* next = cur->_next;
		free(cur);
		cur = next;
	}
	pq->_front = pq->_rear = NULL;
}

QueueNode* BuyQueueNode(QUDataType x)
{
	QueueNode* newnode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));
	if (newnode == NULL)
	{
		printf("malloc error");
		exit(0);
	}
	newnode->_data = x;
	newnode->_next = NULL;
	return newnode;
}

/*void QueuePush(Queue* q, QUDataType x)
{
	assert(q);
	if (q->_front == NULL)
	{
		q->_front = q->_rear = BuyQueueNode(x);
	}
	else
	{
		q->_rear->_next = BuyQueueNode(x);
		q->_rear = q->_rear->_next;
	}
}*/

void QueuePush(Queue* q, QUDataType x)
{
	assert(q);
	if (q->_front == NULL)
	{
		q->_front = q->_rear = BuyQueueNode(x);
	}
    else
    {
        q->_rear->_next = BuyQueueNode(x);
	    q->_rear = q->_rear->_next;
    }
}

void QueuePop(Queue* q)
{
	if (q->_front)
	{
		QueueNode* next = q->_front->_next;
		free(q->_front);
		q->_front = next;

		if (q->_front == NULL)
		{
			q->_rear = NULL;
		}
	}
}

int QueueSize(Queue* q)
{
	assert(q);
	int size = 0;
	QueueNode* cur = q->_front;
	while (cur)
	{
		++size;
		cur = cur->_next;
	}

	return size;
}

int QueueEmpty(Queue* q)
{
	assert(q);
	return q->_front == NULL ? 0 : 1;
}

QUDataType QueueFront(Queue* q)
{
	assert(q);
    if(q->_front == NULL)
        return 0;
	return q->_front->_data;
}

QUDataType QueueBack(Queue* q)
{
	assert(q);
    if(q->_rear == NULL)
        return 0;
	return q->_rear->_data;
}



typedef struct {
    Queue _p;
    Queue _q
    
} MyStack;

/** Initialize your data structure here. */

MyStack* myStackCreate() {
    MyStack* newstack = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
    QueueInit(&newstack->_p);
    QueueInit(&newstack->_q);
    return newstack;
}

/** Push element x onto stack. */
void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
  if(QueueEmpty(&obj->_p) != 0)
  {
      QueuePush(&obj->_p, x);
  }
  else
  {
      QueuePush(&obj->_q, x);
  }
}

/** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
int myStackPop(MyStack* obj) {
  if(QueueEmpty(&obj->_p) != 0)
  {
      while(QueueSize(&obj->_p)>1)
      {
            QueuePush(&obj->_q, QueueFront(&obj->_p));
            QueuePop(&obj->_p); 
      }
      int _obj = QueueFront(&obj->_p);
      QueuePop(&obj->_p); 
      return _obj;
  }
  else
  {
      while(QueueSize(&obj->_q)>1)
      {
            QueuePush(&obj->_p, QueueFront(&obj->_q));
            QueuePop(&obj->_q); 
      }
      int _obj = QueueFront(&obj->_q);
      QueuePop(&obj->_q); 
      return _obj;
  }
}
/** Returns whether the stack is empty. */
bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
  return QueueEmpty(&obj->_p) + QueueEmpty(&obj->_q) == 0 ? true : false;
}
/** Get the top element. */
int myStackTop(MyStack* obj) {
  if(QueueEmpty(&obj->_p) != 0)
  {
     return QueueBack(&obj->_p);
  }
  else
  {
     return QueueBack(&obj->_q);
  }
}



void myStackFree(MyStack* obj) {
    QueueDestory(&obj->_p);
    QueueDestory(&obj->_q);
    free(obj);
}

/**
 * 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);
*/

typedef struct {
    Queue q1;
    Queue q2;
    
} MyStack;

/** Initialize your data structure here. */
MyStack* myStackCreate( ) {
    MyStack* pst = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
    QueueInit(&pst->q1);
    QueueInit(&pst->q2);   
    return pst;
}

/** Push element x onto stack. */
void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
    if(QueueEmpty(&obj->q1) != 0)
    {
        QueuePush(&obj->q1, x);
    }
    else
    {
        QueuePush(&obj->q2, x);
    }
}

/** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
int myStackPop(MyStack* obj) {
    Queue* pEmpty = &obj->q1, *pNonEmpty = &obj->q2;
    if(QueueEmpty(&obj->q1) != 0)
    {
        pEmpty = &obj->q2;
        pNonEmpty = &obj->q1;
    }
    
    while(QueueSize(pNonEmpty) > 1)
    {
        QueuePush(pEmpty, QueueFront(pNonEmpty));
        QueuePop(pNonEmpty);
    }
    
    int top = QueueFront(pNonEmpty);
    QueuePop(pNonEmpty);
    
    return top;
}

/** Get the top element. */
int myStackTop(MyStack* obj) {
    Queue* pEmpty = &obj->q1, *pNonEmpty = &obj->q2;
    if(QueueEmpty(&obj->q1) != 0)
    {
        pEmpty = &obj->q2;
        pNonEmpty = &obj->q1;
    }
    
    return QueueBack(pNonEmpty);
}

/** Returns whether the stack is empty. */
bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
    return QueueEmpty(&obj->q1) + QueueEmpty(&obj->q2) == 0 ? true:false ;
}

void myStackFree(MyStack* obj) {
    QueueDestory(&obj->q1);
    QueueDestory(&obj->q2);
    free(obj);
}