第一次尝试
使用队列实现栈的下列操作:
-
push(x) – 元素 x 入栈
-
pop() – 移除栈顶元素
-
top() – 获取栈顶元素
-
empty() – 返回栈是否为空
LeetCode链接
- 方法:利用栈和队列的特点,栈是先进后出,所以用队列来实现的话,入栈就直接入队即可,出栈时弹出栈顶元素,此时队列的队尾元素才是栈顶,所以使用循环出队入队才能得到队尾元素,出队一个元素然后进入队尾,直到拿到栈顶元素即可;所以利用队列来实现栈只需一个队列即可,利用循环出队入队即可完成操作。
//使用这种方式来重命名数据类型,这样可以很方便的修改后续数据的数据类型,相当于#define的作用
typedef int QueueType;
//创建队列
typedef struct Queue {
//队列保存的数据
QueueType _date;
//指向下一个结点的指针
struct Queue* _next;
}Queue;
//创建头结点
typedef struct QHead {
//头结点中存放两个指针
//指向首节点的指针
Queue* _head;
//指向尾结点的指针
Queue* _tail;
}QHead;
//包含所有函数的声明
// 初始化队列
void QueueInit(QHead* q);
//创建结点
Queue* QueueCenter(QueueType val);
// 队尾入队列
void QueuePush(QHead* q, QueueType val);
// 队头出队列
void QueuePop(QHead* q);
// 获取队列头部元素
QueueType QueueFront(QHead* q);
// 获取队列队尾元素
QueueType QueueBack(QHead* q);
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(QHead* q);
// 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(QHead* q);
// 销毁队列
void QueueDestroy(QHead* q);
//#########################################################################################
// 初始化队列
void QueueInit(QHead* q) {
//参数合法性检验
if (q == NULL) {
return;
}
//初始化结点
q->_head = q->_tail = NULL;
}
//创建结点
Queue* QueueCenter(QueueType val) {
Queue* newNode = (Queue*)malloc(sizeof(Queue));
newNode->_date = val;
newNode->_next = NULL;
return newNode;
}
// 队尾入队列
void QueuePush(QHead* q, QueueType val) {
//参数合法性检验
if (q == NULL) {
return;
}
//分两种情况插入
//如果一个元素都没有,那么就让头指针和尾指针指向插入的节点
if (q->_head == NULL) {
q->_head = q->_tail = QueueCenter(val);
return;
}
//如果有元素,那么就在尾结点后面插入一个元素,并修改尾指针指向
q->_tail->_next = QueueCenter(val);
q->_tail = q->_tail->_next;
}
// 队头出队列
void QueuePop(QHead* q) {
//参数合法性检验
if (q == NULL) {
return;
}
//保留头结点
Queue* node = q->_head;
//修改头结点指向
q->_head = node->_next;
//释放头结点
free(node);
//如果此时头指针指向空,那就说明队列空了,让为指针也指向空
if (q->_head == NULL) {
q->_tail = NULL;
}
}
// 获取队列头部元素
QueueType QueueFront(QHead* q) {
//此处不好做参数合法性检验,因为不能以任何值作为出错后的返回值
return q->_head->_date;
}
// 获取队列队尾元素
QueueType QueueBack(QHead* q) {
//此处不好做参数合法性检验,因为不能以任何值作为出错后的返回值
return q->_tail->_date;
}
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(QHead* q) {
//参数合法性检验
if (q == NULL) {
return 0;
}
//从队头结点开始遍历,如果不为空,计数器加一,更新指针
Queue* node = q->_head;
int count = 0;
while (node) {
count++;
node = node->_next;
}
return count;
}
// 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(QHead* q) {
//参数合法性检验,如果不合法直接返回不为0的数
if (q == NULL || q->_head == NULL) {
return 1;
}
return 0;
}
// 销毁队列
void QueueDestroy(QHead* q) {
//参数合法性检验
if (q == NULL) {
return;
}
//循环释放空间
Queue* node = q->_head;
q->_head = q->_tail = NULL;
while (node) {
Queue* temp = node;
node = node->_next;
free(temp);
}
}
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//##########################################################################################
//在栈中创建队列
typedef struct {
QHead q;
} MyStack;
/** Initialize your data structure here. */
//创建栈变量,并初始化
MyStack* myStackCreate() {
MyStack* s = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
QueueInit(&s->q);
return s;
}
//进栈
/** Push element x onto stack. */
void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
QueuePush(&obj->q,x);
}
//出队
/** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
int myStackPop(MyStack* obj) {
//循环出队再入队,因为队列始终有元素,所以只能设置计数位
int count = QueueSize(&obj->q);
while(count != 1){
QueueType val = QueueFront(&obj->q);
QueuePop(&obj->q);
QueuePush(&obj->q,val);
count--;
}
//返回最后一个元素
QueueType ret = QueueFront(&obj->q);
QueuePop(&obj->q);
return ret;
}
//获取队头元素
/** Get the top element. */
int myStackTop(MyStack* obj) {
//和上面的出队操作基本一致,只是不需要释放
int count = QueueSize(&obj->q);
QueueType val = 0;
while(count){
val = QueueFront(&obj->q);
QueuePop(&obj->q);
QueuePush(&obj->q,val);
count--;
}
return val;
}
//检测栈是否为空
/** Returns whether the stack is empty. */
bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
if(QueueEmpty(&obj->q)){
return true;
}
return false;
}
//清空栈
void myStackFree(MyStack* obj) {
Queue* node = obj->q._head;
obj->q._head = obj->q._tail = NULL;
while (node) {
Queue* temp = node;
node = node->_next;
free(temp);
}
}