题目
225.用队列实现栈
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）。
来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/implement-stack-using-queues
解题思路以及图解
栈的特点：
- 1、后进先出。
- 2、栈顶插入，栈顶弹出
- 3、通常由数组实现
队列的特点：
- 1、先进先出。
- 2、队尾插入，队头弹出。
- 3、通常用链表实现，如果用数组（顺序表）实现，头部弹出时有数据挪动，时间复杂度上升。
如何用队列实现栈呢？
我们可以用两个队列去实现栈，一个队列保持空，一个队列保持非空，非空栈用来插入数据,当需要获取栈顶时，直接获取非空队列队尾数据即可。
但是出栈无法通过正常的队列操作实现，队列只能出队头，此时出栈（最后进来的数据），需要出队尾，该如何操作?
将非空队列的数据，依次出队头再入队尾到空队列，当非空队列剩下最后一个数据时，这个数据就是栈顶（最后进来的）数据。
图解
插入：插入相同，都是从尾插入。
获取栈顶元素：即获取队尾。
出栈：出栈顶，出最后进来的数据。
出栈完成后:原本的空队列变为非空，非空队列清空。下一次出栈依旧从非空队列出。
代码
typedef int QDataType;
// 链式结构：表示队列
typedef struct QListNode
{
struct QListNode* _pNext;
QDataType _data;
}QNode;
// 队列的结构
typedef struct Queue
{
QNode* _front;
QNode* _tail;
}Queue;
// 初始化队列
void QueueInit(Queue* q);
// 队尾入队列
void QueuePush(Queue* q, QDataType data);
// 队头出队列
void QueuePop(Queue* q);
// 获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* q);
// 获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* q);
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* q);
// 检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，如果非空返回0
int QueueEmpty(Queue* q);
// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* q);
typedef int QDataType;
// 链式结构：表示队列
typedef struct QListNode
{
struct QListNode* _pNext;
QDataType _data;
}QNode;
// 队列的结构
typedef struct Queue
{
QNode* _front;
QNode* _tail;
}Queue;
// 初始化队列
void QueueInit(Queue* q)
{
q->_front = NULL;
q->_tail = NULL;
}
// 队尾入队列
void QueuePush(Queue* q, QDataType data)
{
QNode* node = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
if (node)
{
node->_data = data;
node->_pNext = NULL;
}
if (q->_tail == NULL)
{
q->_front = q->_tail = node;
}
else
{
q->_tail->_pNext = node;
q->_tail = node;
}
}
// 队头出队列
void QueuePop(Queue* q)
{
if (q->_front == NULL)
{
return;
}
else
{
QNode* temp = q->_front->_pNext;
free(q->_front);
q->_front = temp;
if (temp == NULL)
{
q->_tail = NULL;
}
}
}
// 获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* q)
{
return q->_front->_data;
}
// 检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，如果非空返回0
int QueueEmpty(Queue* q)
{
if (q->_front == NULL)
{
return 1;
}
else
{
return 0;
}
}
// 获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* q)
{
return q->_tail->_data;
}
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* q)
{
int len = 0;
QNode* head = q->_front;
while (head)
{
head = head->_pNext;
len++;
}
return len;
}
// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* q)
{
int rel = QueueEmpty(q);
if (rel)
{
}
else
{
while (q->_front)
{
QNode *temp = q->_front->_pNext;
free(q->_front);
q->_front = temp;
}
}
}
typedef struct {
Queue List1;
Queue List2;
} MyStack;
/** Initialize your data structure here. */
MyStack* myStackCreate() {
MyStack*st = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
QueueInit(&(st->List1));//传队列的地址，接口中进行初始化
QueueInit(&(st->List2));
return st;
}
/** Push element x onto stack. */
void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
if (!QueueEmpty(&obj->List1))//如果list1不为空，插入到list1.
{
QueuePush(&obj->List1, x);
}
else //此时list2可能为空也可能不为空，
//但不影响，只要保保持其中一个队列为空即可
{
QueuePush(&obj->List2, x);
}
}
/** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
int myStackPop(MyStack* obj) {
Queue* Empty = &obj->List1;//默认list1为空，
Queue* NonEmpty = &obj->List2;//默认list2不为空
if (!QueueEmpty(&obj->List1))//如果与默认相反，再进行调整
{
Empty = &obj->List2;
NonEmpty = &obj->List1;
}
int Top = 0;
while (QueueSize(NonEmpty)>1)//当非空队列剩下最后一个数据时，
//就是栈顶，也就是最后进入的数据
{
Top = QueueFront(NonEmpty);
QueuePush(Empty, Top);
QueuePop(NonEmpty);
}//依次从非空队列获取队头，再入队尾到空队列，
Top = QueueFront(NonEmpty);//剩下最后一个数据了，保存它用来返回。
QueuePop(NonEmpty);//清除，原本的非空队，此时成为空队，
return Top;
}
/** Get the top element. */
int myStackTop(MyStack* obj) {
if (!QueueEmpty(&obj->List1))
{
return QueueBack(&obj->List1);//栈后进先出，队尾是后进的，
//所以获取栈顶，就是获取最后进来的数据，就是获取非空队列的队尾，
}
else
{
return QueueBack(&obj->List2);
}
}
/** Returns whether the stack is empty. */
bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
if (QueueEmpty(&obj->List1) && QueueEmpty(&obj->List2))
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
void myStackFree(MyStack* obj) {
QueueDestroy(&obj->List1);
QueueDestroy(&obj->List2);
free(obj);
}