【LeetCode刷题（数据结构与算法）】：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
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
这里有一个动图我一会儿上传到评论区大家可以看一下加深理解
为了满足栈的特性，即最后入栈的元素最先出栈，在使用队列实现栈时，应满足队列前端的元素是最后入栈的元素。可以使用两个队列实现栈的操作，其中 queue1
用于存储栈内的元素，queue2
作为入栈操作的辅助队列
入栈操作时，首先将元素入队到 queue2
然后将 queue1
的全部元素依次出队并入队到 queue2
此时queue2
的前端的元素即为新入栈的元素，再将 queue1
和queue2
互换，则queue1
的元素即为栈内的元素，queue1
的前端和后端分别对应栈顶和栈底
由于每次入栈操作都确保 queue1
的前端元素为栈顶元素，因此出栈操作和获得栈顶元素操作都可以简单实现。出栈操作只需要移除 queue1
的前端元素并返回即可，获得栈顶元素操作只需要获得 queue1
的前端元素并返回即可（不移除元素）
由于 queue1
用于存储栈内的元素，判断栈是否为空时，只需要判断 queue1
是否为空即可
动图链接
动图链接
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<stdbool.h>
#include<assert.h>typedef int QueueDataType;typedef struct QNode
{struct QNode* next;QueueDataType data;
}QueueNode;typedef struct Queue
{QueueNode* head;QueueNode* tail;QueueDataType size;
}Que;
void QueueInit(Que* pq);void QueuePush(Que* pq, QueueDataType x);void QueuePop(Que* pq);void QueueDestroy(Que* pq);QueueDataType QueueFront(Que* pq);QueueDataType QueueBack(Que* pq);bool QueueEmpty(Que* pq);QueueDataType QueueSize(Que* pq);//#include"Queue.h"void QueueInit(Que* pq)
{assert(pq);pq->head = pq->tail = NULL;pq->size =0;
}void QueuePush(Que* pq, QueueDataType x)
{assert(pq);QueueNode* newnode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));if (newnode == NULL){perror("malloc fail\n");exit(-1);}newnode->data = x;newnode->next = NULL;if (pq->head == NULL && pq->tail == NULL){pq->head = pq->tail = newnode;}else{pq->tail->next = newnode;//tail指针指向下一个结构体---//--存放地址pq->tail = newnode;//尾节点}pq->size++;
}void QueuePop(Que* pq)
{assert(pq);//assert(!QueueEmpty(Que * pq));//写法错误 不允许使用类命名assert(!QueueEmpty(pq));if (pq->head->next == NULL){free(pq->head);pq->head = pq->tail = NULL;}else{QueueNode* next = pq->head->next;free(pq->head);pq->head = next;}pq->size--;
}QueueDataType QueueFront(Que* pq)
{assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));return pq->head->data;
}QueueDataType QueueBack(Que* pq)
{assert(pq);assert(!QueueEmpty(pq));return pq->tail->data;
}bool QueueEmpty(Que* pq)
{assert(pq);return pq->head == NULL;
}QueueDataType QueueSize(Que* pq)
{assert(pq);return pq->size;
}void QueueDestroy(Que* pq)
{assert(pq);//assert(!QueueEmpty(pq));QueueNode* current = pq->head;while (current){QueueNode* next = current->next;free(current);current = next;}pq->head = pq->tail = NULL;pq->size = 0;
}typedef struct {Que q1;Que q2;
}MyStack;MyStack* myStackCreate() {//动态内存开辟函数malloc在堆区 无free不会主动销毁MyStack*pst=(MyStack*)malloc(sizeof(MyStack)*2);QueueInit(&pst->q1);QueueInit(&pst->q2);return pst;//避免野指针NULL
}void myStackPush(MyStack* obj, int x) {if(!QueueEmpty(&obj->q1)){QueuePush(&obj->q1,x);}else{QueuePush(&obj->q2,x);}
}int myStackPop(MyStack* obj) {Que*Empty=&obj->q1;Que*NonEmpty=&obj->q2;if(!QueueEmpty(&obj->q1)){NonEmpty=&obj->q1;Empty=&obj->q2;}while(QueueSize(NonEmpty)>1){QueuePush(Empty,QueueFront(NonEmpty));QueuePop(NonEmpty);}//题目要求移除并返回栈顶元素topint top=QueueFront(NonEmpty);QueuePop(NonEmpty);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);obj=NULL;
}/*** 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);
*/