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一、用两个队列实现栈
（一）、题目（力扣链接：用队列实现栈 ）
（二）、注意
（三）、解答
⭐️1.注意事项
⭐️2.第一个接口——匿名结构体
⭐️3.第二个接口——MyStack* myStackCreate()
⭐️4.第三个接口——void myStackPush(MyStack* obj, int x)
⭐️5.第四个接口——int myStackPop(MyStack* obj)
⭐️6.第五个接口——int myStackTop(MyStack* obj)
⭐️7.第六个接口——bool myStackEmpty(MyStack* obj)
⭐️8.第七个接口——void myStackFree(MyStack* obj)
（四）、第一题源代码
⭐️1.代码：
⭐️2.运行结果：
二、用栈实现队列
（一）、题目（力扣链接：用栈实现队列）
（二）、思路
（三）、解答
⭐️1.第一个接口——typedef struct
⭐️2.第二个接口——MyQueue* myQueueCreate()
⭐️3.第三个接口——void myQueuePush(MyQueue* obj, int x)
⭐️4.第四个接口——int myQueuePop(MyQueue* obj)
⭐️5.第五个接口——int myQueuePeek(MyQueue* obj)
⭐️6.第六个接口——bool myQueueEmpty(MyQueue* obj)
⭐️7.第七个接口——void myQueueFree(MyQueue* obj)
（四）、第二题源代码
一、用两个队列实现栈
（一）、题目（力扣链接：用队列实现栈 ）
（二）、注意
与以前不同的是，这次的OJ的练习给了几个函数接口，这几个函数接口就是栈的操作的接口，我们需要用队列来实现，如下：
这需要我们根据函数名来猜测一下每个函数的作用是什么，分析清楚了才能去考虑如何写代码，这大大增加了难度。
（三）、解答
⭐️1.注意事项
（1）.这道题的意思就是，这里又两个队列，并且只提供了队列操作的几个接口，如下：
然后叫我们实现出一个栈；
（2）.首先我们没有队列，所以可以将上一次我们实现的队列复制粘贴过来，因为C语言库里面没有，所以我们要自己实现，等以后我们学习C++，就可以直接使用C++的库里面的各种东西，比如栈和队列就可以直接使用；
⭐️2.第一个接口——匿名结构体
这是一个匿名结构体，感兴趣的小伙伴可以去了解一下，我们是可以更改里面的内容的，我们需要两个队列，所以把里面的内容改为两个队列；
这样后续，我们可以通过MyStack栈来操作两个队列，即用两个队列实现栈。
⭐️3.第二个接口——MyStack* myStackCreate()
①：看函数名的意思就是“我的栈的初始化”；
②:操作很简单，首先先创建一个MyStack栈的指针，然后为其动态分配空间；
然后在使用我们自己的队列接口Queueinit，对栈的成员Que1和Que2进行初始化：
//栈的初始化
MyStack* myStackCreate() {
MyStack *pst=(MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
Queueinit(&pst->q1);
Queueinit(&pst->q2);
return pst;
}
⭐️4.第三个接口——void myStackPush(MyStack* obj, int x)
①：很显然就是“入栈操作”；
②：入栈很简单，我们只需要将入栈的元素入到不为空的队列中即可；
这样就会呈现出一个队列为空，一个队列不为空的局面，方便我们后出栈的思路：
//入栈
void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
//根据思路分析，哪个队列不为空，就入队哪个队列
if(!QueueEmpty(&obj->q1))
{
QueuePush(&obj->q1,x);
}
else
{
QueuePush(&obj->q2,x);
}
}
⭐️5.第四个接口——int myStackPop(MyStack* obj)
①：按函数名就是“出栈操作”的意思；
②：根据栈和队列的结构：
栈为后进先出，队列为先进先出；
所以想要出栈，即为出队队列的队尾元素；
这里又有两个队列，所以可以想到一个思路：
①：首先将不为空的队列的前size-1个元素导入空队列中：
②：此时之前不为空的队列中还剩下一个元素，而此元素即为我们要出栈的元素：
③：完成一轮后，之前不为空的队列就变为空队列，之前的空队列就变为不为空队列了，之后循环操作即可：
//出栈
int myStackPop(MyStack* obj) {
//根据思路分析，将不为空的队列一的前Size-1个元素导入空队列二；
//再将不为空的队列一剩余的一个元素出队返回，即为出栈操作；
//首先我们不知道哪个队列为空，所以我们可以使用“假设法”找出空队列
Que* empty = &obj->q1;
Que* noempty = &obj->q2;
if (!QueueEmpty(&obj->q1))
{
empty = &obj->q2;
noempty = &obj->q1;
}
//然后将不为空的队列的前size-1个元素导入空队列
while (QueueSize(noempty) > 1)
{
//取不为空队列的队头，导入空队列
QueuePush(empty, QueueFront(noempty));
//不为空队列出队，导入下一个元素
QueuePop(noempty);
}
//到这里，不为空的队列只剩下一个元素，即我们需要出栈的元素；
//保存该元素
int top = QueueFront(noempty);
//出队
QueuePop(noempty);
//返回
return top;
}
⭐️6.第五个接口——int myStackTop(MyStack* obj)
①：看函数名意为“返回栈顶元素”；
②：思路：根据栈和队列的使用规则或者上述出栈操作的思路，我们应该清楚，栈的栈顶即为队列的队尾元素；
③：步骤：所以我们只需要找到不为空的队列然后返回其队尾元素即可；
//返回栈顶元素
int myStackTop(MyStack* obj) {
//因为栈为后进先出，队列为先进先出，所以要返回栈顶元素，即返回不为空队列的队尾元素
if (!QueueEmpty(&obj->q1))
{
return QueueBack(&obj->q1);
}
else
{
return QueueBack(&obj->q2);
}
}
⭐️7.第六个接口——bool myStackEmpty(MyStack* obj)
①：看函数名意为“判断栈空”
②:只需要看两个队列是否同时为空，若两个队列同时为空，则栈空；
//栈的判空
bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
//两队列为空，即栈为空，所以直接用逻辑值判断
return QueueEmpty(&obj->q1) && QueueEmpty(&obj->q2);
}
⭐️8.第七个接口——void myStackFree(MyStack* obj)
①：函数名意为“栈的销毁”；
②：我们要注意，除了要释放动态开辟的MyStack空间，之前还要将两个队列给释放掉；
//栈的销毁
void myStackFree(MyStack* obj) {
QueueDestroy(&obj->q1);
QueueDestroy(&obj->q2);
free(obj);
}
（四）、第一题源代码
⭐️1.代码：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
#include
#include
#include
typedef int QDatatype;
typedef struct QueueNode
{
struct QueueNode* next;
QDatatype data;
}QNode;
typedef struct Queue
{
QNode* head;//头指针，指向首结点
QNode* tail;//尾指针，指向为结点
int size;//记录队列长度
}Que;
//初始化
void Queueinit(Que* ps);
//销毁
void QueueDestroy(Que* ps);
//入队
void QueuePush(Que* ps, QDatatype x);
//出队
void QueuePop(Que* ps);
//取队头
QDatatype QueueFront(Que* ps);
//取队尾
QDatatype QueueBack(Que* ps);
//判空
bool QueueEmpty(Que* ps);
//获取队列元素个数
int QueueSize(Que* ps);
//初始化
void Queueinit(Que* ps)
{
assert(ps);
ps->head = ps->tail = NULL;
ps->size = 0;
}
//销毁
void QueueDestroy(Que* ps)
{
assert(ps);
QNode* cur = ps->head;
//先保存下一个结点，在释放当前结点，在重定位
while (cur)
{
QNode* Qnext = cur->next;
free(cur);
cur = Qnext;
}
ps->head = ps->tail = NULL;
ps->size = 0;
}
//入队
void QueuePush(Que* ps, QDatatype x)
{
assert(ps);
//创建一个新结点
QNode* newnode = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));
if (newnode == NULL)
{
perror("malloc");
return;
}
//因为是在尾结点入队，所以入队之后结点next域要置空
newnode->data = x;
newnode->next = NULL;
//第一次插入是结构体指针之间的赋值,之后才是结构体成员的赋值，所以要分情况
//记住tail指针始终指向尾结点，所以入队之后要对tail指针重定位
if (ps->tail == NULL)
{
ps->head = ps->tail = newnode;
}
else
{
ps->tail->next = newnode;
ps->tail = newnode;
}
//入队后元素数量+1
ps->size++;
}
//出队
void QueuePop(Que* ps)
{
assert(ps);
//检查队列是否为空，若为空则assert函数报错提示
assert(!QueueEmpty(ps));
//队列不为空，进行尾删
//当对列只剩下一个元素时,要注意head和tail指针都要指向NULL，所以为了安全起见，进行分类讨论
if (ps->head->next == NULL)
{
free(ps->head);
//注意free释放的是该指针指向的空间，而不是释掉该指针
ps->head = ps->tail = NULL;
}
else
{
QNode* next = ps->head->next;
free(ps->head);
ps->head = next;
}
//出队列，元素数量-1
ps->size--;
}
//取队头
QDatatype QueueFront(Que* ps)
{
assert(ps);
//检查队列为不为空
assert(!QueueEmpty(ps));
//返回首结点的data域
return ps->head->data;
}
//取队尾
QDatatype QueueBack(Que* ps)
{
assert(ps);
//检查队列为不为空
assert(!QueueEmpty(ps));
//返回尾结点的data域
return ps->tail->data;
}
//判空
bool QueueEmpty(Que* ps)
{
assert(ps);
//为空返回真，不为空返回假
return ps->head == NULL;
}
//获取队列元素个数
int QueueSize(Que* ps)
{
assert(ps);
return ps->size;
}
typedef struct {
Que q1;
Que q2;
} MyStack;
//栈的初始化
MyStack* myStackCreate() {
MyStack* pst = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
Queueinit(&pst->q1);
Queueinit(&pst->q2);
return pst;
}
//入栈
void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
//根据思路分析，哪个队列不为空，就入队哪个队列
if (!QueueEmpty(&obj->q1))
{
QueuePush(&obj->q1, x);
}
else
{
QueuePush(&obj->q2, x);
}
}
//出栈
int myStackPop(MyStack* obj) {
//根据思路分析，将不为空的队列一的前Size-1个元素导入空队列二；
//再将不为空的队列一剩余的一个元素出队返回，即为出栈操作；
//首先我们不知道哪个队列为空，所以我们可以使用“假设法”找出空队列
Que* empty = &obj->q1;
Que* noempty = &obj->q2;
if (!QueueEmpty(&obj->q1))
{
empty = &obj->q2;
noempty = &obj->q1;
}
//然后将不为空的队列的前size-1个元素导入空队列
while (QueueSize(noempty) > 1)
{
//取不为空队列的队头，导入空队列
QueuePush(empty, QueueFront(noempty));
//不为空队列出队，导入下一个元素
QueuePop(noempty);
}
//到这里，不为空的队列只剩下一个元素，即我们需要出栈的元素；
//保存该元素
int top = QueueFront(noempty);
//出队
QueuePop(noempty);
//返回
return top;
}
//返回栈顶元素
int myStackTop(MyStack* obj) {
//因为栈为后进先出，队列为先进先出，所以要返回栈顶元素，即返回不为空队列的队尾元素
if (!QueueEmpty(&obj->q1))
{
return QueueBack(&obj->q1);
}
else
{
return QueueBack(&obj->q2);
}
}
//栈的判空
bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
//两队列为空，即栈为空，所以直接用逻辑值判断
return QueueEmpty(&obj->q1) && QueueEmpty(&obj->q2);
}
//栈的销毁
void myStackFree(MyStack* obj) {
QueueDestroy(&obj->q1);
QueueDestroy(&obj->q2);
free(obj);
}
int main()
{
MyStack pst = {0};
MyStack* ppst = &pst;
ppst=myStackCreate(&pst);
myStackPush(ppst, 1);
myStackPush(ppst, 2);
myStackPush(ppst, 3);
myStackPush(ppst, 4);
while (!myStackEmpty(ppst))
{
printf("%d ", myStackTop(ppst));
myStackPop(ppst);
}
printf("\n");
myStackFree(ppst);
return;
}
⭐️2.运行结果：
二、用栈实现队列
（一）、题目（力扣链接：用栈实现队列）
（二）、思路
第一题是用队列实现栈，而这道题是用栈实现队列，所以两道题有很多相似的地方，小编就快速实现，只要把第一题搞懂了，这道题实现起来非常简单：
①：由第一题我们想到拿一个栈接收数据，一个栈为空，然后在导数据的方式引入思考：
导完数据后：
到这一步当我们再想重复操作时，就发现不同了，因为栈是后进先出，所以导完一次数据后，顺序会返过来，这时，我们只需要依次对q2进行出栈，即可实现队列的先进先出结构：
入队的时候为6 5 4 3 2 1，而这样的操作出队的时候也为 6 5 4 3 2 1；
所以我们会产生一个新的思路：
将q1栈用于存储入队的数据，再将栈q1中的数据出栈，然后入栈到q2中；
当要出队时，只需要对q2进行出栈操作即为出队操作，当q2为空时，就将栈q1中的数据导过来；
把思路理清，图画标准，接下来实现起来就方便多了；
（三）、解答
⭐️1.第一个接口——typedef struct
①：首先我们可以将以前实现过的栈的各个操作复制粘贴进来，没有的小伙伴可以直接看小编的源代码；
②：跟第一题一样，没有栈，我们就定义出两个栈q1和q2；
typedef struct {
ST q1;
ST q2;
} MyQueue;
⭐️2.第二个接口——MyQueue* myQueueCreate()
①：意为“初始化操作”,与第一题相同；
//初始化
MyQueue* myQueueCreate() {
MyQueue* obj = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
STinit(&obj->q1);
STinit(&obj->q2);
return obj;
}
⭐️3.第三个接口——void myQueuePush(MyQueue* obj, int x)
①：意为“入队操作”；
②：因为栈q1和栈q2的功能是区分开的，所以对于入队操作，我们只需对q1进行入栈操作区即可：
//入队
void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {
//根据思路分析，我们直接将队列数据入栈到保存栈q1（即两个栈中，负责保存数据的栈）即可
STPush(&obj->q1, x);
}
⭐️4.第四个接口——int myQueuePop(MyQueue* obj)
①：意为“出队操作”；
②：上面我们都分析过了，只需要按照步骤来即可：
//出队
int myQueuePop(MyQueue* obj) {
//根据思路分析，我们直接出栈q2即为出队操作，直到q2为空时，再将q1中的数据导入q2
//先判断q2是否栈空，如果栈空，则将q1的数据导入q2，再出栈
if (STEmpty(&obj->q2))
{
while (!STEmpty(&obj->q1))
{
//取q1栈顶元素，入栈到q2
STPush(&obj->q2, STTop(&obj->q1));
//q1出栈，以便下次导入数据
STPop(&obj->q1);
}
}
//因为不仅要出队，还要返回出队元素，所以先取栈顶元素保存，再出栈
int top = STTop(&obj->q2);
STPop(&obj->q2);
return top;
}
⭐️5.第五个接口——int myQueuePeek(MyQueue* obj)
①：意为“取队头操作”；
②：只需要对q2进行出栈并返回即可：
//取队头元素
int myQueuePeek(MyQueue* obj) {
//根据栈和队列的结构，队头元素即为上述出栈的元素
//先判断q2是否栈空，如果栈空，则将q1的数据导入q2，再出栈
//导数据
if (STEmpty(&obj->q2))
{
while (!STEmpty(&obj->q1))
{
//取q1栈顶元素，入栈到q2
STPush(&obj->q2, STTop(&obj->q1));
//q1出栈，以便下次导入数据
STPop(&obj->q1);
}
}
return STTop(&obj->q2);
}
⭐️6.第六个接口——bool myQueueEmpty(MyQueue* obj)
①：意为“判断队空操作”；
②：操作与第一题相同：
//判断队空
bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {
//只有当两个栈都为空时，队列才为空
return STEmpty(&obj->q1) && STEmpty(&obj->q2);
}
⭐️7.第七个接口——void myQueueFree(MyQueue* obj)
①：意为“队列的销毁”；
②：操作与第一题相同：
//销毁
void myQueueFree(MyQueue* obj) {
//不仅要释放队列,还要销毁两个栈
STDestroy(&obj->q1);
STDestroy(&obj->q2);
free(obj);
}
（四）、第二题源代码
//二、用栈实现队列
typedef int DataType;
typedef struct Stack
{
DataType* a;
int top;//指向栈顶
int catacity;//现有空间大小
}ST;
//初始化
void STinit(ST* ps);
//销毁
void STDestroy(ST* ps);
//入栈
void STPush(ST* ps, DataType x);
//出栈
void STPop(ST* ps);
//获取栈的元素个数
int STSize(ST* ps);
//判断是否为栈空
bool STEmpty(ST* ps);
//获取栈顶元素
DataType STTop(ST* ps);
//初始化
void STinit(ST* ps)
{
assert(ps);
//刚开始没有元素，所以top指向0
ps->top = 0;
ps->catacity = 0;
ps->a = NULL;
}
//销毁
void STDestroy(ST* ps)
{
assert(ps);
free(ps->a);
ps->top = 0;
ps->catacity = 0;
}
//入栈
void STPush(ST* ps, DataType x)
{
assert(ps);
//空间满了进行增容
if (ps->top == ps->catacity)
{
//第一次catacity值为0，所以判断一下给予赋值
int newCatacity = (ps->catacity == 0 ? 4 : ps->catacity * 2);
//使用realloc函数进行增容，刚开始a为NULL的话realloc函数的作用和malloc相同
DataType* tmp = realloc(ps->a, sizeof(DataType) * newCatacity);
//检查是否增容成功
if (tmp == NULL)
{
perror("realloc");
return;
}
ps->a = tmp;
ps->catacity = newCatacity;
}
//插入
ps->a[ps->top] = x;
ps->top++;
}
//出栈
void STPop(ST* ps)
{
assert(ps);
//ps->top==0时为空栈
if (0 == ps->top)
{
printf("栈为空，出栈失败!\n");
return;
}
//出栈
--ps->top;
}
//获取栈的元素个数
int STSize(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top;
}
//判断是否为栈空
bool STEmpty(ST* ps)
{
assert(ps);
return ps->top == 0;
}
//获取栈顶元素
DataType STTop(ST* ps)
{
assert(ps);
if (0 == ps->top)
{
printf("栈为空，获取失败!\n");
exit(-1);
}
return ps->a[ps->top - 1];
}
typedef struct {
ST q1;
ST q2;
} MyQueue;
//初始化
MyQueue* myQueueCreate() {
MyQueue* obj = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
STinit(&obj->q1);
STinit(&obj->q2);
return obj;
}
//入队
void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {
//根据思路分析，我们直接将队列数据入栈到保存栈q1（即两个栈中，负责保存数据的栈）即可
STPush(&obj->q1, x);
}
//出队
int myQueuePop(MyQueue* obj) {
//根据思路分析，我们直接出栈q2即为出队操作，直到q2为空时，再将q1中的数据导入q2
//先判断q2是否栈空，如果栈空，则将q1的数据导入q2，再出栈
if (STEmpty(&obj->q2))
{
while (!STEmpty(&obj->q1))
{
//取q1栈顶元素，入栈到q2
STPush(&obj->q2, STTop(&obj->q1));
//q1出栈，以便下次导入数据
STPop(&obj->q1);
}
}
//因为不仅要出队，还要返回出队元素，所以先取栈顶元素保存，再出栈
int top = STTop(&obj->q2);
STPop(&obj->q2);
return top;
}
//取队头元素
int myQueuePeek(MyQueue* obj) {
//根据栈和队列的结构，队头元素即为上述出栈的元素
//先判断q2是否栈空，如果栈空，则将q1的数据导入q2，再出栈
//导数据
if (STEmpty(&obj->q2))
{
while (!STEmpty(&obj->q1))
{
//取q1栈顶元素，入栈到q2
STPush(&obj->q2, STTop(&obj->q1));
//q1出栈，以便下次导入数据
STPop(&obj->q1);
}
}
return STTop(&obj->q2);
}
//判断队空
bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {
//只有当两个栈都为空时，队列才为空
return STEmpty(&obj->q1) && STEmpty(&obj->q2);
}
//销毁
void myQueueFree(MyQueue* obj) {
//不仅要释放队列,还要销毁两个栈
STDestroy(&obj->q1);
STDestroy(&obj->q2);
free(obj);
}
int main()
{
MyQueue st = { 0 };
MyQueue* pst = &st;
pst = myQueueCreate(&st);
myQueuePush(pst, 1);
myQueuePush(pst, 2);
myQueuePush(pst, 3);
myQueuePush(pst, 4);
while (!myQueueEmpty(pst))
{
printf("%d ", myQueuePeek(pst));
myQueuePop(pst);
}
printf("\n");
myQueueFree(pst);
return 0;
}
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