数据结构 经典面试题 用两个队列实现一个栈

用两个队列实现一个栈

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：

栈相关知识点: link.

队列相关知识点：link.

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。

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：

如何入栈：
直接向q2里边入
如何出栈：
如果q2不空，将q2除了最后一个数据外，剩余数据放到q1里，这时候q2仅仅剩下一个数据，这时候就可以出来
如果q2为空，代表着值都在q1里，将q1除了最后一个数据外，剩余数据放到q2里，这时候q1仅剩下一个数据，这时候可以出来。

代码如下：

#include 
#include 
#include 
#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);
}