[C/C++]数据结构 LeetCode:用栈实现队列

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：

• 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。

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功能思路: 

在实现本题前,需要先构建好栈的基本功能,可以参考:http://t.csdnimg.cn/Kha16

1.出队列 和 入队列

现在我们有两个栈,假设在第一个栈中依次入栈1 2 3 4 5,另一个为空栈

现在要出队列的话,应该把1出队,所以需要把除了栈底元素的其他元素出栈并且入到第二个栈里,这时就可以将1出队,但是将数据导入另一个栈时,数据会倒过来

如果要再次出队列的话,应该把2出队,就不需要把数据导一次了,直接栈顶出栈即可.

若此时再入队6 7的话,可以直接把6 7入到第一个栈中,因为出栈可以直接再第二个栈中操作

所以我们可以把将一个栈专门用来入数据,另一个栈专门用来出数据,每次出队之前先判断出数据的栈是否为空,如果出数据那个栈不为空的话,直接出数据即可,否则就将入数据的栈中的数据导入出数据的栈中,再出栈.

2.返回队列开头元素

如果出数据的栈不为空,栈顶元素即为队列开头元素,否则就需要将入数据的栈的元素导入出数据的栈中,在返回栈顶元素

3.判空

两个栈同时为空,说明队列为空

参考代码:

 
typedef int STDataType;
typedef struct stack
{
	int* a;
	int top;
	int capacity;
}ST;
 
void STInit(ST* ps)
{
	assert(ps);
 
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = 0;
	ps->top = 0;  //top初始化位0,top的值可以表示栈元素的个数
}
 
void STPush(ST* ps, STDataType x)
{
	assert(ps);
	//扩容
	if (ps->top == ps->capacity)
	{
		int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
		STDataType* ret = (STDataType*)realloc(ps->a,sizeof(STDataType)*newcapacity);
		if (ret == NULL)
		{
			perror("realloc");
			return;
		}
		ps->a = ret;
		ps->capacity = newcapacity;
	}
	ps->a[ps->top] = x;
	ps->top++;
}
 
void STPop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->top);
 
	ps->top--;
}
 
STDataType STTop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->top);
 
	return ps->a[ps->top - 1];
}
 
bool STEmpty(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top == 0;
}
 
int STSize(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top;
}
 
void STDestroy(ST* ps)
{
	assert(ps);
 
	free(ps->a);
	ps->a == NULL;
	ps->top = ps->capacity = 0;
}
 
typedef struct {
    ST Queuepush;
    ST Queuepop;
} MyQueue;
 
 
MyQueue* myQueueCreate() {
    MyQueue *obj=(MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
    STInit(&obj->Queuepush);
    STInit(&obj->Queuepop);
    return obj;
}
 
void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {
    STPush(&obj->Queuepush,x);
}
 
int myQueuePeek(MyQueue* obj) {
    if(STEmpty(&obj->Queuepop))
    {
        while(!STEmpty(&obj->Queuepush))
        {
            STPush(&obj->Queuepop,STTop(&obj->Queuepush));
            STPop(&obj->Queuepush);
        }
    }
    return STTop(&obj->Queuepop);
}
 
int myQueuePop(MyQueue* obj) {
    int front = myQueuePeek(obj);
    STPop(&obj->Queuepop);
    return front;
}
 
bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {
    return STEmpty(&obj->Queuepop)&&STEmpty(&obj->Queuepush);
}
 
void myQueueFree(MyQueue* obj) {
    STDestroy(&obj->Queuepop);
    STDestroy(&obj->Queuepush);
    free(obj);
}