用队列实现栈

用两个队列实现一个后进先出的栈，并支持普通栈的全部四种操作：push、pop、top和empty。本oj题出自leetcode平台，用于学习交流。

• 一、定义结构
• 二、栈的创建
• 三、实现Push和Pop接口
• 四、实现Top接口
• 五、实现Empty接口
• 六、栈的销毁

//队列的结构
typedef struct QueueNode {
    struct QueueNode* next;
    int data;
} QueueNode;
typedef struct Queue {
    QueueNode* head;//队头
    QueueNode* tail;//队尾
} Queue;

//栈的结构
typedef struct MyStack {
    Queue q1;//队列1
    Queue q2;//队列2
} MyStack;

  对栈进行初始化就是将两个队列的队头队尾置空，栈的空间在接口内malloc创建，创建完成后将指向栈空间的指针作为返回值返回。

MyStack* myStackCreate() {
    MyStack* stack = malloc(sizeof (MyStack));
    stack->q1.head = stack->q1.tail = NULL;
    stack->q2.head = stack->q2.tail = NULL;
    return stack;
}

基本思路：让其中一个队列保持空的状态。每次push(进栈)时将数据放入不为空的队列(如果两个队列都为空，则任选其一放入数据)。每次pop(出栈)时，将不为空的队列中队尾之前的数据依次出队并放入空队列，此时不为空的队列中只剩下一个数据，释放该数据的空间就是对栈进行出栈操作。

按照该思路，大致作图如下:

代码实现：

void myStackPush(MyStack* obj, int x) {
    Queue* dest;
    //选择其中有数据的队列插入数据 如果两个队列都没数据 则插入到q2
    if (obj->q1.head != NULL)
        dest = &obj->q1;
    else
        dest = &obj->q2;
    if (dest->head == NULL)//dest指向的队列为空(第一次放数据)
    {
        dest->head = dest->tail = malloc(sizeof (QueueNode));
        dest->tail->data = x;
        dest->tail->next = NULL;
    }
    else
    {
        dest->tail->next = malloc(sizeof (QueueNode));
        dest->tail = dest->tail->next;
        dest->tail->data = x;
        dest->tail->next = NULL;
    }
}

int myStackPop(MyStack* obj) {
    Queue* dest, *src;
    int ret;
    //让dest指向空队列 src指向有数据的队列
    if (obj->q1.head == NULL)
    {
        dest = &obj->q1;
        src = &obj->q2;
    }
    else
    {
        dest = &obj->q2;
        src = &obj->q1;
    }
    ret = src->tail->data;
    //将src指向的队列中队尾之前的数据依次出队放入dest指向的队列
    while (src->head != src->tail)
    {
        QueueNode* next = src->head->next;
        if (dest->head == NULL)//dest指向的队列为空(第一次放数据)
        {
            dest->head = dest->tail = malloc(sizeof (QueueNode));
            dest->tail->data = src->head->data;
            dest->tail->next = NULL;
        }
        else
        {
            dest->tail->next = malloc(sizeof (QueueNode));
            dest->tail = dest->tail->next;
            dest->tail->data = src->head->data;
            dest->tail->next = NULL;
        }
        free(src->head);
        src->head = next;
    }
    free(src->head);//最后一个数据释放 即进行了一次出栈操作
    src->head = src->tail = NULL;//src指向的队列已清空
    return ret;
}

  获取栈顶数据实际上是获取不为空的队列中队尾的数据，队列也支持直接访问队尾数据，因此只需要拿到不为空的队列就行了。

int myStackTop(MyStack* obj) {
    Queue* src;
    if (obj->q1.head)//拿到不为空的队列
        src = &obj->q1;
    else
        src = &obj->q2;
    return src->tail->data;
}

  判断栈是否为空，实际上是判断两个队列是否为空，若两个队列都没有数据，则栈为空。

bool myStackEmpty(MyStack* obj) {
    if (obj->q1.head || obj->q2.head)//只要其中一个队列有数据就返回false
        return false;
    return true;
}

  对栈进行销毁实际上是对不为空的队列中的所有数据进行出队操作，即释放掉该队列维护的所有节点并将队头队尾指针置空。

    Queue* src;
    //获取不为空的队列
    if (obj->q1.head)
        src = &obj->q1;
    else
        src = &obj->q2;
    //若两个队列都为空也是可以的
    while (src->head)
    {
        QueueNode* next = src->head->next;
        free(src->head);
        src->head = next;
    }
    src->tail = NULL;
    free(obj);//注意这里要释放栈的空间