初阶数据结构习题【14】（4栈和队列）——225. 用队列实现栈

1. 题目描述

力扣在线OJ——225. 用队列实现栈

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。 i
• nt 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：
你只能使用队列的标准操作 —— 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

2. 思路

1、保持一个队列为空，一个队列存数据
2、出栈，把前面数据倒入空队列

3. 代码实现

typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode {
    QDataType data;
    struct QueueNode* next;

} QNode;

typedef struct Queue {
    QNode* head;
    QNode* tail;
    int size;
} Queue;

// 初始化队列
void QueueInit(Queue* pq) {
    assert(pq);

    pq->head = pq->tail = NULL;
    pq->size = 0;
}
// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* pq) {
    assert(pq);
    QNode* cur = pq->head;
    while (cur) // 遍历队列
    {
        QNode* next = cur->next; // 找到当前节点的下一个结点
        free(cur);
        cur = next; // 继续往后走
    }
    pq->head = pq->tail = NULL;
    pq->size = 0;
}
// 队尾入队列
void QueuePush(Queue* pq, QDataType data) {
    QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
    if (newnode == NULL) {
        perror("QueueDestroy::malloc fail!");
        return;
    }
    newnode->data = data;
    newnode->next = NULL;

    if (pq->head == NULL) {
        assert(pq->tail == NULL);
        pq->head = pq->tail = newnode;
    } else {
        // 尾插
        pq->tail->next = newnode;
        pq->tail = newnode;
    }
    pq->size++;
}
// 队头出队列
void QueuePop(Queue* pq) {
    assert(pq);
    assert(pq->head != NULL);

    /*  QNode* next = pq->head->next;
      free(pq->head);
      pq->head = next;
      if (pq->head == NULL)
          pq->tail = NULL;*/
    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--;
}
// 检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，如果非空返回0
int QueueEmpty(Queue* pq) {
    assert(pq);

    return pq->size == 0;
}
// 获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* pq) {
    assert(pq);
    assert(!QueueEmpty(pq));

    return pq->head->data;
}
// 获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* pq) {
    assert(pq);
    assert(!QueueEmpty(pq));

    return pq->tail->data;
}
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* pq) {
    assert(pq);

    return pq->size;
}

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

MyStack* myStackCreate() {
    MyStack* pst = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
    if (pst == NULL) {
        perror("malloc fail");
        return NULL;
    }
    QueueInit(&pst->q1);
    QueueInit(&pst->q2);
    return pst;
}

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

int myStackPop(MyStack* obj) {
    Queue* emptyQ = &obj->q1;
    Queue* nonemptyQ = &obj->q2;
    if (!QueueEmpty(&obj->q1)) {
        emptyQ = &obj->q2;
        nonemptyQ = &obj->q1;
    }
    // 倒数据
    while (QueueSize(nonemptyQ) > 1) {
        QueuePush(emptyQ, QueueFront(nonemptyQ));
        QueuePop(nonemptyQ);
    }
    int top = QueueFront(nonemptyQ);
    QueuePop(nonemptyQ);
    return top;
}

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);
}

/**
 * Your MyStack struct will be instantiated and called as such:
 * MyStack* obj = myStackCreate();
 * myStackPush(obj, x);

 * int param_2 = myStackPop(obj);

 * int param_3 = myStackTop(obj);

 * bool param_4 = myStackEmpty(obj);

 * myStackFree(obj);
*/