C语言数据结构之栈与队列的相互实现

2022-11-13 11:11:59 队列数据结构相互

一、用对列实现栈

题干要求：

细节分析：队列是先进先出；要实现的栈是先进后出。

解题思路：假设：先用一个队列储存数据 N 个，然后将前 N-1 个数据导入到另一个队列，

此时，原始队列中仅剩一个，是最后剩的数据，便可将其导出，这便是一次后进先出。

细节点：每次导出数据时，都需要一个队列向另一个队列传入数据，因此输入队列和输出队列需要轮换，要对其进行判定。

具体过程gif动态图如下：

代码实现

1.初始化栈：先初始化两个队列

//栈的结构是由两个队列构成
typedef struct Nystack{
   Quetail q1;
   Quetail q2;
} MyStack;
 
//栈的初始化
MyStack* myStackCreate() {
   MyStack* Newstack = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));
   Que_Init(&Newstack->q1);
   Que_Init(&Newstack->q2);
   return Newstack;
}

2. 插入数据

因为存储数据的队列不是固定的，因此在一个队列有数据的前提下，就继续向该队列插入数据，

空的队列负责在导出数据时进行轮转。（哪个不空向哪个插入）

//插入数据
void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
     //if((&obj->q1)->head == NULL) //法一：直接判断是否为空
     if(Que_Empty(&obj->q1))        //法二：后续函数的复用
     Que_push(&obj->q2,x);
     else
     Que_push(&obj->q1,x);
}

3.导出数据（实现先进后出）

第一步：将有数据的队列中除最后进的数据，依次导入到另一个空队列；

导入空队列，删除原队列，保留最后数据。

第二布：将原队列中最后一个数据导出。

注：这里先假设了两个队列中，一个是原队列和一个是空队列，再进行判定，若与实际不符，则交换。

int myStackPop(MyStack* obj) {
    int temp = 0;
    //假设原队列和空队列
    Quetail* existque = &obj->q1,*nullque = &obj->q2;
    if((&obj->q1)->head == NULL)      //判断与实际是否相符
    {
        existque = nullque;
        nullque = &obj->q1;
    } 
    for(;existque->head->Next;)       //保留最后一个数据
    {
        Que_push(nullque,existque->head->data);  //向空队列导入数据  
        Que_pop(existque);                       //删除原队列数据
    }
    temp = existque->head->data;      
    Que_pop(existque);                //导出最后进的数据
    return temp;
}

4.查找栈顶数据

找到不空的队列 >> 返回其队尾的数据

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

5.判断栈是否为空：

判断两个队列是否均为空

bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
    assert(obj);
    //法一：直接判断
    //if((&obj->q1)->head == NULL&& (&obj->q2)->head == NULL)
    //法二：复用队列判空函数
    if(Que_Empty(&(obj->q1))&&Que_Empty(&(obj->q2)))
    return true;
    return false;
}

6.销毁栈：

销毁两个队列

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

二、用栈实现队列

题干要求：

细节分析：这次是用两个栈，实现先进先出。

解题思路：首先，将两个栈分为入口栈和出口栈，

其次，数据正序入口栈，由于栈是先进后出，因此将数据再逆序进入出口栈，

然后，此时数据再出口栈中是逆序，所以，便可以正序从出口栈中依次排出。

代码实现

1.初始化双栈队列

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

2.插入数据

void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {
     Stack_push(&obj->T1,x);          //这里将栈 T1 作为入口栈
}

3.删除数据（先进先出）

将入口栈数据记录 >> 删除入口栈数据 >> 导入出口栈 >> 从出口栈导出数据

int myQueuePop(MyQueue* obj) {
    if(Stack_Empty(&obj->T2))          //判断是否为空
    {
        int k = 0;
        for(;!Stack_Empty(&obj->T1);)  
        {
            k = Stack_Top(&obj->T1);   //记录入口站数据
            Stack_pop(&obj->T1);       //删除入口栈数据
            Stack_push(&obj->T2,k);    //导入出口栈
        }
    }
    int temp = 0;
    temp = Stack_Top(&obj->T2);        
    Stack_pop(&obj->T2);               //从出口栈导出数据
    return temp;                       //题干要求返回导出的值
}

4.查找队列头部数据

这里的头部数据是正序的头数据，因此要先将入口栈中的逆序数据导入出口栈，

变成正序，再返回出口栈的栈顶数据。

int myQueuePeek(MyQueue* obj) {
    if(Stack_Empty(&obj->T2))         //判断出口栈中是否有数据
    {
        int k = 0;
        for(;!Stack_Empty(&obj->T1);) //向出口栈导入数据
        {
            k = Stack_Top(&obj->T1);
            Stack_pop(&obj->T1);
            Stack_push(&obj->T2,k);
        }
    }
    return Stack_Top(&obj->T2);       //返回出口栈栈顶数据
}

5.判断队列是否为空及销毁队列

//判断队列是否为空
bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {
     //判断两个栈是否均为空
     return Stack_Empty(&obj->T1)&&Stack_Empty(&obj->T2);
}
 
//销毁释放队列
void myQueueFree(MyQueue* obj) {
     Stack_pop(&obj->T1);
     Stack_pop(&obj->T2);
     free(obj);
}

以上就是C语言数据结构之栈与队列的相互实现的详细内容，更多关于C语言栈队列的资料请关注其它相关文章！

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一、用对列实现栈

代码实现

二、用栈实现队列

代码实现