题目描述
描述
请你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操作(push、top、pop、empty)
实现MyStack类:
1、void push(int x)将元素x压入栈顶。方法:往不为空的队列入数据。
2、int pop()移出并返回栈顶元素。方法:不为空的队列前n-1个先出数据到另一个队列中,最后出数据。
3、int top()返回栈顶元素。方法:返回不为空的队列的队尾数据。
4、boolean empty()如果栈是空的,返回true,否则返回false。方法:如果两个队列都为空,则队列为空。
注意:
1、队列是先进先出。2、栈是后进先出。
3、C语言没有现成的队列,使用自己实现的队列结构,详情参考【数据结构和算法】 - 队列
解题分析:
思路:
核心思路:符合后进先出
假设A和B队列,入了1234,如何使得先出4?
1、入数据的时候,往不为空的队列中,入数据,保持另一个队列为空。
2、出数据的时候,依次将不为空的队列前n-1数,从对头出数据到另一个队列中保存。只剩最后一个数据时,pop掉。就能实现后进先出的规则。
假设:先1 2 3 4入A中,再pop掉1 2 3放入到B中。最后再pop掉4。
如果要入数据,再向不为空的B中入5 6。再pop掉1 2 3 5放入到A中,最后再pop掉6。
代码实现:
1、MyStack* myStackCreate();创建栈
#include "Queue.h"
//匿名结构体名称为MyStack
typedef struct {
Queue q1;
Queue q2;
}MyStack;
//匿名结构体的变量为MyStack
//struct {
//
//}MyStack;
//返回栈的指针
MyStack* myStackCreate()
{
/*
MyStack st;
return &st;//不能返回局部变量的地址
//st为局部变量,出了作用域,&st变成野指针
*/
MyStack* st = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
if (st == NULL)
return NULL;
//栈由两个队列q1和q2组成,q1和q2是由链表组成
QueueInit(&st->q1);// -> 优先级高于 &
QueueInit(&st->q2);
//QueueInit的参数是一个Queue* pq
return st;
//为什么不定义MyStack* st;再返回&st。因为不能返回局部变量的地址。你也可以使用传址调用通过形参返回。
}
2、void myStackPush(MyStack* obj, int x);入栈
//1、入数据,往不为空的队列入。如果两个都为空,往哪个队列中push都可以。
//2、出数据,把不为空的队头数据依次导入到空的队列,直到只剩最后一个数据,然后出数据
void myStackPush(MyStack* obj, int x)//这里用的是一级指针
{
assert(obj);
if (!QueueEmpty(&obj->q1))
{
QueuePush(&obj->q1,x);
}
else//这里是q1为空,q2可能为空,可能不为空。
{
//q2为空,入q1、q2都可以,q2不为空,入q2
QueuePush(&obj->q2, x);
}
}
3、int myStackPop(MyStack* obj);出栈
//移出并返回栈顶元素
int myStackPop(MyStack* obj)
{
assert(obj);
//假设q1为空,q2不为空
Queue* emptyQ = &obj->q1;
Queue* noneemptyQ = &obj->q2;
//如果q1不为空,纠正
if (!QueueEmpty(&obj->q1))
{
emptyQ = &obj->q2;
noneemptyQ = &obj->q1;
}
//2、出数据,把不为空的队头数据依次导入到空的队列,直到只剩最后一个数据,然后出数据
while (QueueSize(noneemptyQ) > 1)
{
QueuePush(emptyQ, QueueFront(noneemptyQ));
QueuePop(noneemptyQ);
}
//注意:如果不为空的队列只有一个元素。不进入循环直接pop掉。
int top = QueueFront(noneemptyQ);//如果两个队列都为空,则QueueFront函数断言,报错
//最后一个数据top需要pop
QueuePop(noneemptyQ);
return top; //返回栈顶元素
}
4、int myStackTop(MyStack* obj);获取栈顶数据
//返回栈顶元素,取不为空的队列中的队尾数据。
int myStackTop(MyStack* obj)
{
assert(obj);
//如果两个队列都为空,则QueueBack函数断言,报错
if (!QueueEmpty(&obj->q1))
{
return QueueBack(&obj->q1);
}
else//这里是q1为空,q2可能为空,可能不为空。
{
//q2为空,入q1、q2都可以,q2不为空,入q2
return QueueBack(&obj->q2);
}
}
5、bool myStackEmpty(MyStack* obj);判断栈是否为空
bool myStackEmpty(MyStack* obj)
{
assert(obj);
//两个队列都为空,则栈为空
return QueueEmpty(&obj->q1) && QueueEmpty(&obj->q2);
}
6、void myStackFree(MyStack* obj);销毁栈
void myStackFree(MyStack* obj)
{
assert(obj);
//注意:栈的结构
QueueDestroy(&obj->q1);
QueueDestroy(&obj->q2);
free(obj);
}
代码测试
int main()
{
MyStack* st = myStackCreate();
myStackPush(st, 1);
myStackPush(st, 2);
myStackPush(st, 3);
myStackPush(st, 4);
while (!myStackEmpty(st))
{
int top = myStackTop(st);
printf("%d ", top);
myStackPop(st);
}
myStackFree(st);
return 0;
}
总结:
核心思路:
1、入数据,往不为空的队列入,保持另一个队列为空。
2、出数据的时候,依次出对头的数据,转移到另一个队列保存,只剩最后一个数据Pop掉。就能实现后进先出的规则。