【leetcode】232. 用栈实现队列-Toy模板网

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1.使用两个栈结构构建队列

我们需要自定义栈及其相关操作

栈结构遵循后入先出的原则，队列结构遵循先入先出的原则

构建具有两个栈结构的队列，栈pushST用于数据的插入，栈popST用于数据的删除

为栈结构动态开辟空间并初始化栈结构

//定义一个具有两个栈的队列结构
typedef struct {
    ST pushST;//插入数据栈
    ST popST;//删除数据栈

} MyQueue;


MyQueue* myQueueCreate() {
    MyQueue* obj = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
		//内存开辟失败
		if(obj == NULL)
		{
			perror("malloc fail");
			exit(-1);
		}
		//开辟成功，初始化
		else
		{
			StackInit(&obj->pushST);
			StackInit(&obj->popST);
		}
			return obj;

}

2.入队操作

模拟入队操作，即将所有元素压栈即可，这里我们将数据压入栈pushST

void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {
		//把数据压入插入数据专用栈
		StackPush(&obj->pushST,x);

}

3.出队操作

模拟队列的出队操作：队列出队访问的是队头数据，即先进入结构的数据，在栈中即为栈底元素，要访问栈底元素，需要后入的元素先出栈才能访问

以上操作后，栈pushST和栈popST的结构如下：

此时栈pushST的栈顶元素即模拟队列的队头元素，存储并出栈即可

以上操作进行完之后需要将栈popST中的数据还原回pushST吗？

分析：不需要将栈popST中的数据还原回pushST，当进行下一次模拟出队操作时，只需要访问栈popST的栈顶元素即可，栈popST栈顶的元素为先进入栈pushST的元素；若popST为空，则重新进行上述步骤即可

📖Note:

栈结构遵循先进先出的原则，当我们把pushST栈中的元素依次出栈再入栈popST时，元素入栈popST顺序刚好与之前的入栈pushST的先后顺序相反，从而使这些元素出栈popST时栈顶刚好是先入栈pushST的元素

//将pushST中元素外依次倒入popST
void pushSTPopST(MyQueue* obj)
{
		if(StackEmpty(&obj->popST))
		{
			while(!StackEmpty(&obj->pushST))
			{
				StackPush(&obj->popST,StackTop(&obj->pushST));
				StackPop(&obj->pushST);
			}
		}
}

int myQueuePop(MyQueue* obj) {
		pushSTPopST(obj);

		int front = StackTop(&obj->popST);
		StackPop(&obj->popST);
		return front;
}

4.访问队列的开头元素

队列的开头元素即pushST栈中的栈底元素，将栈pushST中的所有元素入到栈popST中，再访问栈popST的栈顶元素即可

int myQueuePeek(MyQueue* obj) {
		pushSTPopST(obj);
    
		return StackTop(&obj->popST);
}

5.判断队列是否为空

队列结构为两个栈结构构成的，当两个栈都为空的时候，队列即为空

bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {

    return StackEmpty(&obj->pushST) && StackEmpty(&obj->popST);
}

6.空间释放

构建的队列结构动态开辟了空间，所有操作结束后，需要释放空间，否则会造成内存泄漏

void myQueueFree(MyQueue* obj) {
    StackDestroy(&obj->pushST);
    StackDestroy(&obj->popST);
}

参考代码如下：文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-661020.html

//栈的相关定义
typedef int STDataType;
//动态内存开辟
typedef struct Stack
{
	STDataType* a;
	int top;
	int capacity;
}ST;

//初始化
void StackInit(ST* ps);
//销毁
void StackDestroy(ST* ps);
//插入数据
void StackPush(ST* ps, STDataType x);
//删除数据
void StackPop(ST* ps);
//访问栈顶数据
STDataType StackTop(ST* ps);
//判断是否为空栈
bool StackEmpty(ST* ps);
//访问栈中数据
void StackPopAll(ST* ps);
//计算栈的大小
int StackSize(ST* ps);

//初始化
void StackInit(ST* ps)
{
	assert(ps);
	ps->a = NULL;
	ps->top = ps->capacity = 0;
}
//销毁
void StackDestroy(ST* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->top = ps->capacity = 0;
}
//插入数据
void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{
	assert(ps);
	//扩容
	if (ps->top == ps->capacity)
	{
		int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : (ps->capacity) * 2;
		STDataType* tmp = realloc(ps->a, newcapacity * sizeof(STDataType));
		//扩容失败
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			exit(-1);
		}
		//扩容成功
		ps->a = tmp;
		ps->capacity = newcapacity;
	}
	//插入数据
	ps->a[ps->top] = x;
	ps->top++;
}
//删除数据
void StackPop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	//栈不为空才能删除
	assert(!StackEmpty(ps));
	--ps->top;
}
//访问栈顶数据
STDataType StackTop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	//栈不为空才能访问
	assert(!StackEmpty(ps));
	return ps->a[ps->top - 1];
}
//判断是否为空栈
bool StackEmpty(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top == 0;
}
//计算栈的大小
int StackSize(ST* ps) 
{
	assert(ps);
	return ps->top;
}

//定义一个具有两个栈的队列结构
typedef struct {
    ST pushST;//插入数据栈
    ST popST;//删除数据栈

} MyQueue;


MyQueue* myQueueCreate() {
    MyQueue* obj = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
		//内存开辟失败
		if(obj == NULL)
		{
			perror("malloc fail");
			exit(-1);
		}
		//开辟成功，初始化
		else
		{
			StackInit(&obj->pushST);
			StackInit(&obj->popST);
		}
			return obj;

}

void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {
		//把数据压入插入数据专用栈
		StackPush(&obj->pushST,x);

}
//将pushST中元素外依次倒入popST
void pushSTPopST(MyQueue* obj)
{
		if(StackEmpty(&obj->popST))
		{
			while(!StackEmpty(&obj->pushST))
			{
				StackPush(&obj->popST,StackTop(&obj->pushST));
				StackPop(&obj->pushST);
			}
		}
}

int myQueuePop(MyQueue* obj) {
		pushSTPopST(obj);

		int front = StackTop(&obj->popST);
		StackPop(&obj->popST);
		return front;
}

int myQueuePeek(MyQueue* obj) {
		pushSTPopST(obj);
    
		return StackTop(&obj->popST);
}

bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {

    return StackEmpty(&obj->pushST) && StackEmpty(&obj->popST);
}

void myQueueFree(MyQueue* obj) {
    StackDestroy(&obj->pushST);
    StackDestroy(&obj->popST);
}

到了这里，关于【leetcode】232. 用栈实现队列的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！