文章目录

• 前言
• 一、用队列实现栈
• • 1.题目介绍
  • 2.思路
  • 3.代码
• 二、用栈实现队列
• • 1.题目介绍
  • 2.思路
  • 3.代码

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前言

本题是在栈与队列的基础上，为巩固两者而出的题，所以基本是在实现了栈与队列的基础上做的，如果没有栈与队列的基础，请看我之前的文章，数据结构之栈与队列详解

一、用队列实现栈

1.题目介绍

题目在225. 用队列实现栈

2.思路

1️⃣将不为空的队列的数据导入为空的队列中至数据只剩余一个
2️⃣队列出掉4，对于栈来说，就是4出栈
3️⃣

4️⃣当其中一个队列为空时，将不为空的队列的数据导入为空的队列中至数据只剩余一个

5️⃣重复上述操作

3.代码

typedef char QDatatype;

typedef struct QueueNode
{
	struct QueueNode* next;
	QDatatype Data;
}QNode;

typedef struct Queue
{
	QNode* head;
	QNode* tail;
	int size;
}Queue;
typedef struct 
{
    Queue q1;
    Queue q2;
}MyStack;
void QueueInit(Queue* pq)
{
    assert(pq);
    pq->head = pq->tail = NULL;
    pq->size = 0;
}

void QueueDestroy(Queue* pq)
{
    assert(pq);
    QNode* cur = pq->head;
    while (cur)
    {
        QNode* next = cur->next;
        free(cur);
        cur = next;
    }
    pq->head = pq->tail = NULL;
    pq->size = 0;

}

void QueuePush(Queue* pq, QDatatype x)
{
    assert(pq);
    QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
    assert(newnode);
    newnode->Data = x;
    newnode->next=NULL;
    if (pq->size == 0)
    {
        pq->head =pq->tail= newnode;
    }
    else
    {
        pq->tail->next = newnode;
        pq->tail = newnode;
    }
    pq->size++;

}

void QueuePop(Queue* pq)
{
    assert(pq);
    assert(pq->size);
    if (pq->head->next==NULL)
    {
        free(pq->head);
        pq->head =pq->tail= NULL;
    }
    else
    {
        QNode* next = pq->head->next;
        free(pq->head);
        pq->head = next;
    }
    pq->size--;
}

int QueueSize(Queue* pq)
{
    assert(pq);
    return pq->size;
}

bool QueueEmpty(Queue* pq)
{
    assert(pq);
    return pq->size==0;
}

QDatatype QueueFront(Queue* pq)
{
    assert(pq);
    assert(!QueueEmpty(pq));
    return pq->head->Data;
}

QDatatype QueueBack(Queue* pq)
{
    assert(pq);
    assert(!QueueEmpty(pq));
    return pq->tail->Data;
}

//此位置之上属于队列的实现代码，此下为题目所需完成的

MyStack* myStackCreate() {
    
    MyStack *pst=( MyStack *)malloc(sizeof( MyStack));
    QueueInit(&pst->q1);
    QueueInit(&pst->q2);
    return pst;
}

void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
    assert(obj);
    if(!QueueEmpty(&obj->q1))
    {
        QueuePush(&obj->q1,x);
    }
    else
    {
        QueuePush(&obj->q2,x);
    }
}

int myStackPop(MyStack* obj) {
    if(!QueueEmpty(&obj->q1))
    {
        while(QueueSize(&obj->q1)>1)
        {
            QDatatype front=QueueFront(&obj->q1);
            QueuePop(&obj->q1);
            QueuePush(&obj->q2,front);
        }
        QDatatype front=QueueFront(&obj->q1);
        QueuePop(&obj->q1);
        return front;
    }
    else
    {
        while(QueueSize(&obj->q2)>1)
        {
            QDatatype front=QueueFront(&obj->q2);
            QueuePop(&obj->q2);
            QueuePush(&obj->q1,front);
        }
        QDatatype front=QueueFront(&obj->q2);
        QueuePop(&obj->q2);
        return front;
    }
   
}

int myStackTop(MyStack* obj) {
    if(!QueueEmpty(&obj->q1))
    {
        return QueueBack(&obj->q1);
    }
    else
    {
      return QueueBack(&obj->q2);
    }
}

bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
    return (QueueEmpty(&obj->q1)&&QueueEmpty(&obj->q2));
}

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

二、用栈实现队列

1.题目介绍

题目在用栈实现队列

2.思路

这题我们需要仔细思考是否还需要像上面那样来回倒腾数据，比如我给个例子

当我们出掉一个数据1后，发现我们不需要在来回倒腾了，当我们在想出后面的时，我们一直只需要出另外一个

那么如果我们在出一个后需要入数据呢，我们入到什么地方去呢，比如想下面这种情况，当我们出掉1和2后，我们在队列后面入1和2，那么我们在栈里面怎么入呢，因为3,和4的那个栈需要出掉其他数据，不能入，所以我们只能操作左边的栈


然后如果我们的右边的栈出完后，我们就重复上述操作

那么我们可以总结
1️⃣我们将一个栈只当作出数据的的，将一个栈只当入数据的(对于上图来说左边是入的，右边是出的）
2️⃣当出的栈为空时，我们就将入的栈的数据入到出的栈里面
3️⃣当出的栈不为空时，我们出数据就只向出栈出数据

3.代码

typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
	STDataType* a;
	int top;
	int capacity;
}ST;
void StackInit(ST* ps)
{
	assert(ps);
	ps->a = NULL;
	ps->top = 0;//初始化时如果top是0，即top指向栈顶上的后一位
	ps->capacity = 0;
}
void StackDestroy(ST* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = 0;
	ps->top = 0;

}
void StackPush(ST* ps, STDataType x)
{
		assert(ps);
		if (ps->top == ps->capacity)
		{
			int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4: ps->capacity * 2;
			STDataType* temp = (STDataType * )realloc(ps->a, sizeof(STDataType)*newcapacity);
			if (temp == NULL)
			{
				printf("realloc fail\n");
				exit(-1);
			}
			ps->a = temp;
			ps->capacity = newcapacity;
		}
		ps->a[ps->top] = x;
		ps->top++;

}
void StackPop(ST* ps) 
{
	assert(ps);
	assert(ps->top > 0);
	ps->top--;
}
STDataType StackTop(ST* ps)
{
	assert(ps);
	assert(ps->top > 0);
	return ps->a[ps->top - 1];
}
bool StackEmpty(ST* ps)
{
	return ps->top == 0;
}

void StackPrint(ST* ps)
{
	while (ps->top)
	{
		printf("%d", StackTop(ps));
		StackPop(ps);
	}
}
typedef struct {
    ST st1;//入的栈
    ST st2;//出的栈
} MyQueue;


MyQueue* myQueueCreate() {
    MyQueue* Queue=(MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
    StackInit(&Queue->st1);
    StackInit(&Queue->st2);
    return Queue;
}

void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {
    StackPush(&obj->st1,x);
}

int myQueuePeek(MyQueue* obj) {
    if(StackEmpty(&obj->st2))
    {
        while(!StackEmpty(&obj->st1))
        {
            StackPush(&obj->st2,StackTop(&obj->st1));
            StackPop(&obj->st1);
        }
    }
  
    return StackTop(&obj->st2);
}

int myQueuePop(MyQueue* obj) {
    int front=myQueuePeek(obj);
    StackPop(&obj->st2);
    return front;
    
}

bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {
    return (StackEmpty(&obj->st1)&&StackEmpty(&obj->st2));
}

void myQueueFree(MyQueue* obj) {
    StackDestroy(&obj->st2);
    StackDestroy(&obj->st1);
    free(obj);
}

/**
 * Your MyQueue struct will be instantiated and called as such:
 * MyQueue* obj = myQueueCreate();
 * myQueuePush(obj, x);
 
 * int param_2 = myQueuePop(obj);
 
 * int param_3 = myQueuePeek(obj);
 
 * bool param_4 = myQueueEmpty(obj);
 
 * myQueueFree(obj);
*/