用队列实现栈和用栈实现队列下

简介: 用队列实现栈和用栈实现队列下

用栈实现队列

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


我们先将一些数据入到一个栈中



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如果我们想实现出队,首先出队的数据应该是1,但是根据栈的特点,1是最后一个出


所以需要将栈中非栈底元素全都入栈到另一个栈中,根据栈的特点,这些元素到另一个栈中后,元素的顺序对于队列来说就是“正的了”

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所以对于这个栈,它的出栈顺序和要模拟的队列出队顺序是一样的


如果想入栈,如果入到之前“顺序正常”的栈中,则会改变最后出队的顺序


所以从上面的分析可以看出,2个栈可以单独负责一项任务,一个栈负责入队,一个负责出队


在定义MyQueue时,直接定义一个叫PushStack和一个叫PopStack的栈


typedef struct {
    ST PushStack;
    ST PopStack;
} MyQueue;


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只要是入队,就往PushStack中入


当出队时,如果PopStack为空,就需要把PushStack中的数据先出栈,在入栈到PopStack中,然后出PopStack的栈顶元素




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如果PopStack不为空,出队其实就是直接从PopStack中出栈,出PopStack的栈顶元素


所以可以看出,最终都是出PopStack的栈顶元素,只是如果PopStack为空,就需要将元素放到PopStack中,在实现时判断PopStack是否为空


所以下面我们来实现一下:


创建队列

MyQueue* myQueueCreate() {
    MyQueue*new = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
    if(new ==NULL)
    {
        perror("malloc fail");
        return NULL;
    }
    STInit(&new->PushStack);
    STInit(&new->PopStack);
    return new;
}

1

根据前面的分析,入队就是将元素入栈到PushStack


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


出队

如果PopStack为空,就需要把PushStack中的元素都放到PopStack中


if(STEmpy(&obj->PopStack))
    {
        while(obj->PushStack.top>0)
        {
            STPush(&obj->PopStack,STTop(&obj->PushStack));
            STPop(&obj->PushStack);
        }
    }


如果PopStack为不为空,就直接出栈顶元素


int top = STTop(&obj->PopStack);
    STPop(&obj->PopStack);
    return top;
1
2

3

完整代码:


int myQueuePop(MyQueue* obj) {
    if(STEmpy(&obj->PopStack))
    {
        while(obj->PushStack.top>0)
        {
            STPush(&obj->PopStack,STTop(&obj->PushStack));
            STPop(&obj->PushStack);
        }
    }
    int top = STTop(&obj->PopStack);
    STPop(&obj->PopStack);
    return top;
}

1

返回队列开头的元素

其实返回队列开头的元素的操作与上面出队列操作类似


当PopStack为空时,就将PushStack中的元素出栈,再依次入栈到PopStack中

当PopStack不为空时,就直接返回栈顶元素


可以看出,这个操作与出队列的操作唯一有差距的一点就是,不用pop掉PopStack中的栈顶元素


int myQueuePeek(MyQueue* obj) {
    if(STEmpy(&obj->PopStack))
    {
        while(obj->PushStack.top>0)
        {
            STPush(&obj->PopStack,STTop(&obj->PushStack));
            STPop(&obj->PushStack);
        }
    }
    int top = STTop(&obj->PopStack);
    return top;
}


判空

如果当PushStack和PopStack都为空的话,模拟出的队列才为空


bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {
    return STEmpy(&obj->PushStack)&&STEmpy(&obj->PopStack);
}


释放

调用STDestroy函数,销毁模拟队列的2个栈,然后再free掉队列


void myQueueFree(MyQueue* obj) {
    STDestroy(&obj->PushStack);
    STDestroy(&obj->PopStack);
    free(obj);
    obj = NULL;
}


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