【Leetcode -225.用队列实现栈 -232.用栈实现队列】

Leetcode -225.用队列实现栈

题目：仅使用两个队列实现一个后入先出（LIFO）的栈，并支持普通栈的全部四种操作（push、top、pop 和 empty）。
实现 MyStack 类：
void push(int x) 将元素 x 压入栈顶。
int pop() 移除并返回栈顶元素。
int top() 返回栈顶元素。
boolean empty() 如果栈是空的，返回 true ；否则，返回 false 。

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。
你所使用的语言也许不支持队列。 你可以使用 list （列表）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。

示例：
输入：
[“MyStack”, “push”, “push”, “top”, “pop”, “empty”]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出：
[null, null, null, 2, 2, false]

解释：
MyStack myStack = new MyStack();
myStack.push(1);
myStack.push(2);
myStack.top(); // 返回 2
myStack.pop(); // 返回 2
myStack.empty(); // 返回 False

提示：
1 <= x <= 9
最多调用100 次 push、pop、top 和 empty
每次调用 pop 和 top 都保证栈不为空

思路：思路是先写一个队列的数据结构，我们知道，栈的结构是先进后出，而队列的结构是先进先出，所以我们可以用两个队列，一个队列的数据导到另外一个队列中，然后留最后一个，这最后一个就是要出栈的数据，出栈就是这样实现；而入栈就是直接找到非空的队列入即可；

例如两个队列实现入栈，如果两个都为空，就随便进一个：

入栈完成后，如果要出栈，就将q1的5个数据的前4个导入q2中：

再出q1中的数据即可；
下面参考代码的实现：

创建队列的数据结构，以及实现队列的基本操作

		typedef int QDataType;typedef struct QueueNode{struct QueueNode* next;QDataType data;}QNode;typedef struct Queue{QNode* phead;QNode* ptail;QDataType size;}Queue;//初始化队列void QueueInit(Queue* pq){assert(pq);pq->phead = NULL;pq->ptail = NULL;pq->size = 0;}//入队void QueuePush(Queue* pq, QDataType x){assert(pq);//新节点QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));assert(newnode);newnode->data = x;newnode->next = NULL;//队列为空if (pq->ptail == NULL){assert(pq->phead == NULL);pq->phead = pq->ptail = newnode;}//队列不为空else{pq->ptail->next = newnode;pq->ptail = newnode;}pq->size++;}//判断队列是否为空bool QIsEmpty(Queue* pq){assert(pq);return pq->phead == NULL && pq->ptail == NULL;}//出队void QueuePop(Queue* pq){assert(pq);assert(!QIsEmpty(pq));//一个节点if (pq->phead->next == NULL){free(pq->phead);pq->phead = pq->ptail = NULL;}//多个节点else{//头删QNode* next = pq->phead->next;free(pq->phead);pq->phead = next;}pq->size--;}//获取队头QDataType QueueFront(Queue* pq){assert(pq);assert(!QIsEmpty(pq));return pq->phead->data;}//获取队尾QDataType QueueBack(Queue* pq){assert(pq);assert(!QIsEmpty(pq));return pq->ptail->data;}//获取队列的长度int Qsize(Queue* pq){assert(pq);return pq->size;}//释放队列void QueueDestroy(Queue* pq){assert(pq);QNode* cur = pq->phead;while (cur){QNode* next = cur->next;free(cur);cur = next;}pq->phead = pq->ptail = NULL;pq->size = 0;}

定义两个队列

		typedef struct{Queue q1;Queue q2;} MyStack;

初始化两个队列

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

两个队列实现入栈

		void myStackPush(MyStack* obj, int x){//哪个队列不为空就入哪个队列if (!QIsEmpty(&obj->q1)){QueuePush(&obj->q1, x);}else{QueuePush(&obj->q2, x);}}

两个队列实现出栈

		int myStackPop(MyStack* obj){//假设q1为空，q2不空Queue* pEmpty = &obj->q1;Queue* pNonEmpty = &obj->q2;//如果假设错误，就改正if (!QIsEmpty(&obj->q1)){pNonEmpty = &obj->q1;pEmpty = &obj->q2;}//导数据，将非空队列中的数据导入空的队列中，非空队列留最后一个数据，即是栈顶的数据while (Qsize(pNonEmpty) > 1){QueuePush(pEmpty, QueueFront(pNonEmpty));QueuePop(pNonEmpty);}//记录栈顶的数据，然后出栈，最后返回这个数据int top = QueueFront(pNonEmpty);QueuePop(pNonEmpty);return top;}

获取两个队列实现的栈顶数据

		int myStackTop(MyStack* obj){//获取栈顶的数据即是获取非空队列的队尾数据//我们上面实现了获取队列的队尾的数据，所以直接调用函数即可if (!QIsEmpty(&obj->q1)){return QueueBack(&obj->q1);}else{return QueueBack(&obj->q2);}}

判断两个队列是否是空队列，即是否是空栈

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

释放两个队列的内存

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

Leetcode -232.用栈实现队列

题目：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。

示例 1：
输入：
[“MyQueue”, “push”, “push”, “peek”, “pop”, “empty”]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出：
[null, null, null, 1, 1, false]

解释：
MyQueue myQueue = new MyQueue();
myQueue.push(1); // queue is: [1]
myQueue.push(2); // queue is: [1, 2] (leftmost is front of the queue)
myQueue.peek(); // return 1
myQueue.pop(); // return 1, queue is [2]
myQueue.empty(); // return false

提示：
1 <= x <= 9
最多调用 100 次 push、pop、peek 和 empty
假设所有操作都是有效的 （例如，一个空的队列不会调用 pop 或者 peek 操作）

思路：思路是先写一个栈的数据结构，再定义两个栈，一个pushst用来实现入队，另一个popst用来实现出队；

例如实现入队：

将数据入栈到pushst中：

需要出队列的时候，如果popst为空，就将pushst的数据入栈到popst中：

此时的1就是队头，1，2，3，4就是入队的顺序；
下面参考代码的实现：

实现栈的数据结构，以及栈的基本操作

		typedef int STDataType;typedef struct Stack{STDataType* stack;int top;int capacity;}ST;//初始化void STInit(ST* pst){assert(pst);pst->stack = NULL;pst->top = 0;pst->capacity = 0;}//判断是否为空栈bool STIsEmpty(ST* pst){return pst->top == 0;}//进栈void STPushTop(ST* pst, STDataType x){assert(pst);//检查容量if (pst->top == pst->capacity){int len = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity * 2;STDataType* newstack = (STDataType*)realloc(pst->stack, sizeof(ST) * len);assert(newstack);pst->capacity = len;pst->stack = newstack;}pst->stack[pst->top] = x;pst->top++;}//出栈void STPopTop(ST* pst){assert(pst);assert(!STIsEmpty(pst));pst->top--;}//获取栈顶的元素STDataType STTop(ST* pst){assert(pst);assert(!STIsEmpty(pst));return pst->stack[pst->top - 1];}//销毁栈void STDestroy(ST* pst){assert(pst);free(pst->stack);pst->stack = NULL;pst->capacity = pst->top = 0;}

定义两个栈，一个栈pushst是专门入数据，另一个popst是专门出数据

		typedef struct{ST pushst;ST popst;} MyQueue;

给两个栈初始化

		MyQueue* myQueueCreate(){MyQueue* obj = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));STInit(&obj->pushst);STInit(&obj->popst);return obj;}

两个栈实现入队列，只需要入pushst的栈即可

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

从队列的开头移除并返回元素，与下面两个栈实现返回队列的队头数据相似，我们可以直接调用 myQueuePeek 函数，返回队头的元素后，再移除队头

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

两个栈实现返回队列的队头数据

		int myQueuePeek(MyQueue* obj){//如果popst栈为空，就将pushst的数据导过来if (STIsEmpty(&obj->popst)){while (!STIsEmpty(&obj->pushst)){STPushTop(&obj->popst, STTop(&obj->pushst));STPopTop(&obj->pushst);}}//返回popst的栈顶元素，即是队列的头return STTop(&obj->popst);}

两个栈实现判断队列是否是空，判断两个栈是否为空即可

		bool myQueueEmpty(MyQueue* obj){return STIsEmpty(&obj->pushst) && STIsEmpty(&obj->popst);}

释放两个栈的内存

		void myQueueFree(MyQueue* obj){STDestroy(&obj->pushst);STDestroy(&obj->popst);free(obj);}