【LeetCode】数据结构题解（12）[用栈实现队列]

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😉 1.题目来源

LeetCode用栈实现队列
🚨注意：本题涉及到有关数据结构——队列和栈，这两章节的知识点，如有小伙伴还不熟栈的，可以先复习复习一下有关栈的相关知识，复习的地方我也提供了哦🙂，所用到的知识点——栈，所用到的知识点——队列
🚨注意：同样的本题是使用纯C语言实现的.

👀2.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：
1.void push(int x) 将元素 x 推到队列的末尾
2.int pop() 从队列的开头移除并返回元素
3.int peek() 返回队列开头的元素
4.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。

🤔3.解题思路

• 从题目要求我们知道，要用两个栈列实现队列的功能，也就是使用的是栈，😎但是实现的效果时队列的效果。
• 开始做题之前我们首要的是明白队列和栈的特点。这里我们就简单的提一下，具体的知识请看上述给的链接。💯队列——队列的特性是👍先进的先出，就跟食堂打饭一样，先到的先打饭，打完饭就可以走了。栈——栈的特性是👍先进的后出，就跟我们在桌子上叠书一样，想要拿到最底下的书就要先把最上面的书先拿走。
• 首先队列的插入和栈的插入都是一样的，都是尾插，所以push这个动作并不难，关键是栈的删除是尾删，而队列的删除时头删，那怎么样才能使用两个栈实现删除头上的数据呢。既然栈是尾删，能不能把存放进去的数据反过来，这样虽然栈进行的是尾删，但是删除的是头上的数据，也就相当于是头删一样了。
• 👉那么我们的思路肯定是这样的：两个栈，首先第一次存放数据的时候，😎随便找一个栈粗放数据，假设放的是1，2，3，4，5头数据是1，尾数据是5，等到要删除的时候通过找到尾的方式把数据一一放到另一个栈中，这样另一个栈的数据就是5，4，3，2，1了，这个时候头数据就是5，尾数据就是1了，Pop的时候就是Pop尾数据1，也就是插入时的头数据，这样就实现头删😉。而如果还要继续存放数据的时候就把数据按照上面同样的操作把数据重新放回去，也就是2，3，4，5，然后继续在后面放数据，要删除的时候再重复第一次的操作即可。那么问题来了，从上述分析我们知道了两个栈，一个栈是用来存放数据进去的栈我们命名为Spush，一个是用来删除数据的栈Spop，而且我们每次还要继续放数据的是由都要把数据从Spop中把数据放回Spush，然后进行追加数据🤦‍，但是这一步真的有必要吗？🤔其实并不需要这两个栈就只需要完成一个push另一个pop就行了，追加数据的时候也不需要把数据从Spop中重新放回Spush中，只需要等Spop中数据被删除完后，再从Spush中导入即可。

• 所以总上所述，我们的两个栈，每一栈复杂特定的功能，一个负责push数据，一个用来pop数据

• 🙂同时解释一下我们oj刷题的时出现的一些一些疑问

typedef struct {

} MyQueue;

MyQueue* myQueueCreate() {

}

这个是我们题目出现的函数接口，我来解释一下表示什么意思。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-635811.html

1. 题目已经明确我们要使用两个栈来实现队列，所有我们就得创建两个栈的，而我们通常遇到这种两个及以上的要使用的成员时，👍为了减少传递的参数，以及代码的可读性，简洁性，😮我们通常会用一个结构体把他们封装起来，所以我们的上述结构体就是用来创建两个栈的，并且这个结构体还是个匿名结构体，匿名结构体的特点就是只能用一次，这里我们只需要使用一次即可，所以匿名合理。
2. 而另一个函数接口是用来初始化我们的结构体的，并返回结构体指针。🎇

🥳4.代码展示

//栈函数接口
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
	STDataType* data;
	int capaciyt;
	int size;
}Stack;

void StackInit(Stack* ps);

void StackDestroy(Stack* ps);

void StackPush(Stack* ps, STDataType x);

void StackPop(Stack* ps);

STDataType StackTop(Stack* ps);

bool StackEmpt(Stack* ps);

int StackSize(Stack* ps);

void StackInit(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	ps->data = NULL;
	ps->capaciyt = 0;
	ps->size = 0;
}

void StackDestroy(Stack* ps)
{
	assert(ps);

	free(ps->data);
	ps->data = NULL;
	ps->capaciyt = ps->size = 0;
}

void StackPush(Stack* ps, STDataType x)
{
	assert(ps);

	if (ps->size == ps->capaciyt)
	{
		int newCapacity = ps->capaciyt == 0 ? 4 : ps->capaciyt * 2;
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->data, sizeof(STDataType) * newCapacity);
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc");
			exit(-1);
		}
		ps->data = tmp;
		ps->capaciyt = newCapacity;
	}

	ps->data[ps->size] = x;
	ps->size++;
}

void StackPop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	assert(!StackEmpt(ps));

	ps->size--;
}

STDataType StackTop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	assert(!StackEmpt(ps));

	return ps->data[ps->size - 1];
}

bool StackEmpt(Stack* ps)
{
	assert(ps);

	return ps->size == 0;
}

int StackSize(Stack* ps)
{
	assert(ps);

	return ps->size;
}

//函数实现
typedef struct {
    Stack Spush;
    Stack Spop;
} MyQueue;

MyQueue* myQueueCreate() {
    MyQueue* ret = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
    StackInit(&ret->Spush);
    StackInit(&ret->Spop);

    return ret;
}

//这里我把Peek函数放到了前面，考虑到后面的Pop也会用到类似的功能，直接服用Peek就行了
int myQueuePeek(MyQueue* obj) {
    //为空导入数据
    if (StackEmpt(&obj->Spop))
    {
        while (!StackEmpt(&obj->Spush))
        {
            StackPush(&obj->Spop,StackTop(&obj->Spush));
            StackPop(&obj->Spush);
        }
    }
    return StackTop(&obj->Spop);
}

void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {
    //直接再Spush中插入数据
    StackPush(&obj->Spush,x);
}

int myQueuePop(MyQueue* obj) {
    //服用Peek,如果Spop为空，就从Spush中导入数据
   int ret = myQueuePeek(obj);
   StackPop(&obj->Spop);
   return ret;
}

bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {
    //两个为空才为空
    return StackEmpt(&obj->Spop) && StackEmpt(&obj->Spush);
}

void myQueueFree(MyQueue* obj) {
    StackDestroy(&obj->Spop);
    StackDestroy(&obj->Spush);

    free(obj);
}

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