C語言數據結構之棧與隊列的相互實現

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一、用對列實現棧

題幹要求：

細節分析：隊列是先進先出； 要實現的棧是先進後出。

解題思路：假設：先用一個隊列儲存數據 N 個，然後將前 N-1 個數據導入到另一個隊列，

此時，原始隊列中僅剩一個，是最後剩的數據，便可將其導出，這便是一次後進先出。

細節點：每次導出數據時，都需要一個隊列向另一個隊列傳入數據，因此輸入隊列和輸出隊列                    需要輪換，要對其進行判定。

具體過程gif動態圖如下：

代碼實現

1.初始化棧：先初始化兩個隊列

//棧的結構是由兩個隊列構成
typedef struct Nystack{
   Quetail q1;
   Quetail q2;
} MyStack;
 
//棧的初始化
MyStack* myStackCreate() {
   MyStack* Newstack = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
   Que_Init(&Newstack->q1);
   Que_Init(&Newstack->q2);
   return Newstack;
}

2. 插入數據

因為存儲數據的隊列不是固定的，因此在一個隊列有數據的前提下，就繼續向該隊列插入數據，

空的隊列負責在導出數據時進行輪轉。（哪個不空向哪個插入）

//插入數據
void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
     //if((&obj->q1)->head == NULL) //法一：直接判斷是否為空
     if(Que_Empty(&obj->q1))        //法二：後續函數的復用
     Que_push(&obj->q2,x);
     else
     Que_push(&obj->q1,x);
}

3.導出數據（實現先進後出）

第一步：將有數據的隊列中除最後進的數據，依次導入到另一個空隊列 ；

導入空隊列，刪除原隊列，保留最後數據。

第二佈：將原隊列中最後一個數據導出 。

註：這裡先假設瞭兩個隊列中，一個是原隊列和一個是空隊列，再進行判定，若與實際不符，則          交換 。

int myStackPop(MyStack* obj) {
    int temp = 0;
    //假設原隊列和空隊列
    Quetail* existque = &obj->q1,*nullque = &obj->q2;
    if((&obj->q1)->head == NULL)      //判斷與實際是否相符
    {
        existque = nullque;
        nullque = &obj->q1;
    } 
    for(;existque->head->Next;)       //保留最後一個數據
    {
        Que_push(nullque,existque->head->data);  //向空隊列導入數據  
        Que_pop(existque);                       //刪除原隊列數據
    }
    temp = existque->head->data;      
    Que_pop(existque);                //導出最後進的數據
    return temp;
}

4.查找棧頂數據   

找到不空的隊列 >> 返回其隊尾的數據

int myStackTop(MyStack* obj) {
    if((&obj->q1)->head == NULL)
    {
        return (&obj->q2)->tail->data;
    }
    return (&obj->q1)->tail->data;
}

5.判斷棧是否為空：

判斷兩個隊列是否均為空

bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
    assert(obj);
    //法一：直接判斷
    //if((&obj->q1)->head == NULL&& (&obj->q2)->head == NULL)
    //法二：復用隊列判空函數
    if(Que_Empty(&(obj->q1))&&Que_Empty(&(obj->q2)))
    return true;
    return false;
}

6.銷毀棧：

銷毀兩個隊列

void myStackFree(MyStack* obj) {
     Que_Destory(&obj->q1);
     Que_Destory(&obj->q2);
     free(obj);
}

二、用棧實現隊列

題幹要求： 

細節分析：這次是用兩個棧，實現先進先出 。

解題思路：首先，將兩個棧分為入口棧和出口棧，

其次，數據正序入口棧，由於棧是先進後出，因此將數據再逆序進入出口棧，

然後，此時數據再出口棧中是逆序，所以，便可以正序從出口棧中依次排出 。

代碼實現

1.初始化雙棧隊列

typedef struct {
    Stack T1;
    Stack T2;
} MyQueue;
 
 
MyQueue* myQueueCreate() {
      MyQueue *Q1;
      Q1 = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
      Stack_init(&(Q1->T1));      // T1 做入口棧
      Stack_init(&(Q1->T2));      // T2 做出口棧
      return Q1;
}

2.插入數據

void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {
     Stack_push(&obj->T1,x);          //這裡將棧 T1 作為入口棧
}

3.刪除數據（先進先出）

將入口棧數據記錄 >> 刪除入口棧數據 >> 導入出口棧 >> 從出口棧導出數據

int myQueuePop(MyQueue* obj) {
    if(Stack_Empty(&obj->T2))          //判斷是否為空
    {
        int k = 0;
        for(;!Stack_Empty(&obj->T1);)  
        {
            k = Stack_Top(&obj->T1);   //記錄入口站數據
            Stack_pop(&obj->T1);       //刪除入口棧數據
            Stack_push(&obj->T2,k);    //導入出口棧
        }
    }
    int temp = 0;
    temp = Stack_Top(&obj->T2);        
    Stack_pop(&obj->T2);               //從出口棧導出數據
    return temp;                       //題幹要求返回導出的值
}

4.查找隊列頭部數據

這裡的頭部數據是正序的頭數據，因此要先將入口棧中的逆序數據導入出口棧，

變成正序，再返回出口棧的棧頂數據 。

int myQueuePeek(MyQueue* obj) {
    if(Stack_Empty(&obj->T2))         //判斷出口棧中是否有數據
    {
        int k = 0;
        for(;!Stack_Empty(&obj->T1);) //向出口棧導入數據
        {
            k = Stack_Top(&obj->T1);
            Stack_pop(&obj->T1);
            Stack_push(&obj->T2,k);
        }
    }
    return Stack_Top(&obj->T2);       //返回出口棧棧頂數據
}

5.判斷隊列是否為空 及 銷毀隊列

//判斷隊列是否為空
bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {
     //判斷兩個棧是否均為空
     return Stack_Empty(&obj->T1)&&Stack_Empty(&obj->T2);
}
 
//銷毀釋放隊列
void myQueueFree(MyQueue* obj) {
     Stack_pop(&obj->T1);
     Stack_pop(&obj->T2);
     free(obj);
}

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