两个栈实现一个队列

1.主要思想

栈的特点：先进后出。队列的特点：先进先出。
我们在用两个栈实现队列的时候是用顺序栈，链栈本身就是可以实现先进先出的，只不过时间复杂度为O（n）.

2.结构设计

既然是用两个栈实现队列操作，所以定义的结构体中的成员就是两个栈。

typedef struct TSQueue
{
	Stack s1;
	Stack s2;
}TSQueue, *PTSQueue;

3.基本操作

1. 我们要实现的是一个对列，所以所有的操作都是基于队列的基础上，队列有什么操作，我们实现的就有什么操作。
2. 我们用两个栈实现队列的操作中，栈的所有操作是给定的，在我们实现队列的过程中，只需要调用其函数即可（见顺序栈）。

（1）初始化

void my_Init_Queue(PTSQueue pts)
{
	assert(pts != NULL);
	if (pts == NULL)return;

	InitStack(&pts->s1);
	InitStack(&pts->s2);
}

（2）入队

bool my_Push(PTSQueue pts, int val)
{
	assert(pts != NULL);
	if (pts == NULL)return false;

	Push(&pts->s1,val);
	return true;
}

（3）获取队头第一个元素的值，但不删除

队头就是要出的元素，出元素是栈2出，如果栈2不空，直接获取值，如果空需要将栈1中的元素全部存储在栈2中后在获取。

bool my_Get_top(PTSQueue pts, int* rtval)
{
	assert(pts != NULL && rtval != NULL);
	if (pts == NULL || rtval != NULL)return false;

	if (!IsEmpty(&pts->s2))//栈2不空的情况；
	{ 
		return GetTop(&pts->s2, rtval);
	}
	else
	{
		while (!IsEmpty(&pts->s1))//栈2空的情况；
		{
			int tmp = 0;
			Pop(&pts->s1, &tmp);//从栈1中出元素；
			Push(&pts->s2, tmp);//将栈1中出的元素存入栈2中；
		}
		return GetTop(&pts->s2, rtval);//从栈2中出元素；
	}
}

（4）获取队头第一个元素的值并不删除

bool my_Pop(PTSQueue pts, int* rtval)
{
	assert(pts != NULL && rtval != NULL);
	if (pts == NULL || rtval == NULL)return false;

	if (!IsEmpty(&pts->s2))
	{
		return Pop(&pts->s2, rtval);
	}
	else
	{
		while (!IsEmpty(&pts->s1))
		{
			int tmp = 0;
			Pop(&pts->s1, &tmp);
			Push(&pts->s2, tmp);
		}
		return Pop(&pts->s2, rtval);
	}
}

（5）判空

bool my_IsEmpty(PTSQueue pts)
{
	assert(pts != NULL);
	if (pts == NULL)return false;

	return IsEmpty(&pts->s2) && IsEmpty(&pts->s1);
}

（6）判满

我们在入队是时，是向栈1中入的，如果栈1满了，再向栈2中入就堵住下一个要出的元素了，所以在判满时，只需要判断栈1满不满即可。

bool my_IsFull(PTSQueue pts)
{
	assert(pts != NULL);
	if (pts == NULL)return false;

	return IsFull(&pts->s1);
}

（7）获取队列有效元素个数

int my_Get_length(PTSQueue pts)
{
	assert(pts != NULL);
	if (pts == NULL)return false;

	return(Get_length(&pts->s2)+ Get_length(&pts->s1));
}

（8）清空

void my_Clear(PTSQueue pts)
{
	assert(pts != NULL);
	if (pts == NULL)return ;

	Clear(&pts->s1);
	Clear(&pts->s2);
}

（9）销毁

void my_Destroy(PTSQueue pts)
{
	assert(pts != NULL);
	if (pts == NULL)return;

	Destroy(&pts->s1);
	Destroy(&pts->s2);
}

4.完整代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>

typedef struct TSQueue
{
	Stack s1;
	Stack s2;

}TSQueue, *PTSQueue;

//初始化 
void my_Init_Queue(PTSQueue pts)
{
	assert(pts != NULL);
	if (pts == NULL)return;

	InitStack(&pts->s1);
	InitStack(&pts->s2);
}


//入队操作 
bool my_Push(PTSQueue pts, int val)
{
	assert(pts != NULL);
	if (pts == NULL)return false;

	Push(&pts->s1,val);
	return true;
}


//获取队头第一个元素的值，但不删除 
bool my_Get_top(PTSQueue pts, int* rtval)
{
	assert(pts != NULL && rtval != NULL);
	if (pts == NULL || rtval != NULL)return false;

	if (!IsEmpty(&pts->s2))
	{ 
		return GetTop(&pts->s2, rtval);
	}
	else
	{
		while (!IsEmpty(&pts->s1))
		{
			int tmp = 0;
			Pop(&pts->s1, &tmp);
			Push(&pts->s2, tmp);
		}
		return GetTop(&pts->s2, rtval);
	}
}


//出队操作（获取队头第一个元素的值，并且删除）
bool my_Pop(PTSQueue pts, int* rtval)
{
	assert(pts != NULL && rtval != NULL);
	if (pts == NULL || rtval == NULL)return false;

	if (!IsEmpty(&pts->s2))
	{
		return Pop(&pts->s2, rtval);
	}
	else
	{
		while (!IsEmpty(&pts->s1))
		{
			int tmp = 0;
			Pop(&pts->s1, &tmp);
			Push(&pts->s2, tmp);
		}
		return Pop(&pts->s2, rtval);
	}
}

//判空 
bool my_IsEmpty(PTSQueue pts)
{
	assert(pts != NULL);
	if (pts == NULL)return false;

	return IsEmpty(&pts->s2) && IsEmpty(&pts->s1);
}


//判满 
bool my_IsFull(PTSQueue pts)
{
	assert(pts != NULL);
	if (pts == NULL)return false;

	return IsFull(&pts->s1);
}

//获取队列有效元素个数 
int my_Get_length(PTSQueue pts)
{
	assert(pts != NULL);
	if (pts == NULL)return false;

	return(Get_length(&pts->s2)+ Get_length(&pts->s1));
}

//清空 
void my_Clear(PTSQueue pts)
{
	assert(pts != NULL);
	if (pts == NULL)return ;

	Clear(&pts->s1);
	Clear(&pts->s2);
}


//销毁 
void my_Destroy(PTSQueue pts)
{
	assert(pts != NULL);
	if (pts == NULL)return;

	Destroy(&pts->s1);
	Destroy(&pts->s2);
}


int main()
{
	TSQueue pts;
	my_Init_Queue(&pts);

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		my_Push(&pts,i*2);
	}

	printf("count=%d\n",my_Get_length(&pts));

	int rtval = 0;
	while (!my_IsEmpty(&pts))
	{
		my_Get_top(&pts,&rtval);
		printf("%d  ", rtval);
		my_Pop(&pts, &rtval);
	}
	printf("\n");
	printf("count=%d", my_Get_length(&pts));
}

运行结果：