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数据结构 经典面试题 用两个队列实现一个栈

胡桑_b06e 2022-03-26 阅读 88

一.题目

二.相关知识点

1.区别与联系

相同点:
(1)栈和队列均为控制访问点的线性表;

(2)栈和队列都允许在端点处进行数据的插入和删除;

不同点:
(1)栈遵循“后进先出(LIFO)”的原则,只能在栈顶进行数据的插入和删除,实现栈时用顺序表比较好;

(2)队列遵循“先进先出(FIFO)”的原则,只能在队列的尾部插入元素,头部删除元素,实现队列时用链表比较好。

这里就不给大家详细赘述了,详细的栈和队列知识点在前面的博客里也写过链接如下:

三.题目分析

看到这个题,我们就要想到栈和队列的不同,由于栈的性质是“后进先出”的,用两个队列模拟实现栈的时候就需要两个队列的元素进行互通,来实现栈的这一特性;所以我们定义两个队列分别为q1和q2。

四.图解说明及操作规则

在这里插入图片描述
图(1):当栈里面插入元素“abcd”的时候,元素a在栈底(最后出去),d在栈顶(最先出去);

图(2):将元素“abc”从q1中头删,然后再q2中尾插进来之后,头删q1中的元素“d”,就相当于实现了栈顶元素的出栈;

图(3):同理,将元素“ab”从q2中头删,然后尾插到q1中,然后再头删q2中的元素“c”;

图(4):同理,删除元素“b”;

图(5):当栈又插入一个元素“e”时,此时元素“a”不能从队列中删除,而是将元素“a”插入q2中,再删除q1中的元素“e”,最后再删除元素“a”。

说明:其中红色框代表该队列中的元素出队列,该队列为空。

规则:

五.完整代码

代码如下:

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
#include "2022.3.7 两个队实现栈.h"

//初始化
void my_Init_two_queue_stack(struct Two_queue_stack* tqs)
{
	Init_LQueue(&tqs->q1);
	Init_LQueue(&tqs->q2);
}

//入栈
bool my_Push(PTwo_queue_stack tqs, ELEM_TYPE val)
{
	return Push(&tqs->q2, val);
}

//出栈(还需要一个输出参数,帮助我将出队的值带出来)
bool my_Pop(PTwo_queue_stack tqs, ELEM_TYPE* rtval)
{
	//assert
	if (my_IsEmpty(tqs))//确保了自己模拟实现的这个栈里面一定有值,要么在左边,要么在右
	{
		return false;
	}

	if (!IsEmpty(&tqs->q2))//q2不空  直接出(仅剩下一个元素,其他的全部挪到另一边)
	{
		int len = Get_length(&tqs->q2);

		while (len > 1)
		{
			ELEM_TYPE tmp;
			Pop(&tqs->q2, &tmp);
			Push(&tqs->q1, tmp);
			len--;
		}

		return Pop(&tqs->q2, rtval);
	}
	else//q2为空  确定值都在q1里面
	{
		int len = Get_length(&tqs->q1);

		while (len > 1)
		{
			ELEM_TYPE tmp;
			Pop(&tqs->q1, &tmp);
			Push(&tqs->q2, tmp);
			len--;
		}

		return Pop(&tqs->q1, rtval);
	}

}

//获取栈顶元素值(还需要一个输出参数,帮助我将出队的值带出来)
bool my_Top(PTwo_queue_stack tqs, ELEM_TYPE* rtval)
{
	//assert
	if (my_IsEmpty(tqs))//确保了自己模拟实现的这个栈里面一定有值,要么在左边,要么在右
	{
		return false;
	}

	if (!IsEmpty(&tqs->q2))//q2不空  直接出(仅剩下一个元素,其他的全部挪到另一边)
	{
		int len = Get_length(&tqs->q2);

		while (len > 1)
		{
			ELEM_TYPE tmp;
			Pop(&tqs->q2, &tmp);
			Push(&tqs->q1, tmp);
			len--;
		}

		Pop(&tqs->q2, rtval);
		Push(&tqs->q1, *rtval);

		return true;
	}
	else//q2为空  确定值都在q1里面
	{
		int len = Get_length(&tqs->q1);

		while (len > 1)
		{
			ELEM_TYPE tmp;
			Pop(&tqs->q1, &tmp);
			Push(&tqs->q2, tmp);
			len--;
		}

		Pop(&tqs->q1, rtval);
		Push(&tqs->q2, *rtval);
		return true;
	}
}

//判空
bool my_IsEmpty(PTwo_queue_stack tqs)
{
	if (IsEmpty(&tqs->q1) && IsEmpty(&tqs->q2))
	{
		return true;
	}
	return false;
}

//有效元素个数
int my_Get_length(PTwo_queue_stack tqs)
{
	return Get_length(&tqs->q1) + Get_length(&tqs->q2);
}

//打印
void my_Show(PTwo_queue_stack tqs)
{
	Show(&tqs->q1);
	Show(&tqs->q2);
}

//清空
void my_Clear(PTwo_queue_stack tqs)
{
	Clear(&tqs->q1);
	Clear(&tqs->q2);
}

//销毁
void my_Destroy(PTwo_queue_stack tqs)
{
	Destroy(&tqs->q1);
	Destroy(&tqs->q2);
}
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