两个栈实现队列

题目：用两个栈实现一个队列。队列的声明如下，请实现它的两个函数appendTail和deleteHead，分别完成在队列尾部插入结点和在队列头部删除结点的功能。

接着道题有多种思路，下面逐个介绍：

算法一：

思路：

s1时入栈的，s2时出栈的。

入队列，直接压到s1。

出队列，先把s1中的元素全部出栈压入大s2中，弹出s2中的栈顶元素；

   再把s2的所有元素全部压回s1中。

算法二：

思路：

s1时入栈的，s2时出栈的，保证所有元素都在一个栈里面

入队列时，如果s1为空，把s2中所欲的元素倒出压到s1中，再把元素压入s1，否则直接压入s1.

出队列时，如果s2不为空，把s2中的栈顶元素直接弹出，

      否则，把s1中的所有元素全部弹出压入s2中。

比较：与实现一相比，出队列时不必每次都捣鼓了。

算法三：

思路：

s1时入栈，s2时出栈

入队列：直接压入s1即可

出队列：如果s2不为空，把s2中的栈顶元素直接弹出，否则，把s1的所有元素全部弹出压入s2中，再弹出s2的栈顶元素

比较：与实现二相比较，入队直接入即可，感觉此时已是最优。

代码实现：

Python：

# 使用的是第三种解题思路， 此种是最优化解了，不用每次delete的时候都将栈A的元素加到栈B，然后再重新倒入A，而是一次性全部放入B，每次删的时候 看看B是否有元素，如果有直接pop
class Queue:
    def __init__(self):
        self.A, self.B = [], []

    def appendTail(self, value: int) -> None:
        self.A.append(value)

    def deleteHead(self) -> int:
        if self.B:
            return self.B.pop()
        if not self.A:
            return -1
        while self.A:
            self.B.append(self.A.pop())
        return self.B.pop()

q = Queue()
q.appendTail(1)
q.appendTail(2)

print(q.deleteHead())
print(q.deleteHead())

 

C代码：

#define STACK_INIT_SIZE  100
#define STACKINCREMENT 10

typedef struct stack {
    int * top;//栈顶指针
    int stackSize; //栈大小
    int * base;    //栈底指针
}Stack;

 

//初始化栈
Stack * initstack (Stack * s){
    s = malloc(sizeof(Stack));
    s->top = malloc(sizeof(int));
    s->base = s->top;
    s->stackSize = STACK_INIT_SIZE;
    return s;
}

 

//入栈作
void push (Stack * s,int k) {
    if (s->top - s->base >= s->stackSize) {
        s->base = realloc(s->base, (s->stackSize +STACKINCREMENT) * sizeof(int));
        if (!s->base) {
            exit(0);
        }
        s->top = s->base + s->stackSize;
        s->stackSize = s->stackSize + STACKINCREMENT;
    }
    *(s->top) = k;
    s->top++;
}

 

//出栈
int pop (Stack *s) {
   return  *(--s->top);
}

 

//判断栈是否为空
int isStackEmpty (Stack * s) {
    if (s->top == s->base) {
        return 1;
    }
    return 0;
}

 

//判断栈是否满
int isStackFull (Stack *s ){
    if (s->top == s->base) {
        return 0;
    }
    return 1;
}

 

 

 

//队尾插入元素
void appendTail (Stack * s1,Stack * s2, int k) {
    push(s1, k);
}

 

//队头删除结点
int deleteHead (Stack * s1 , Stack * s2) {
    if (isStackEmpty(s2) == 1) {
        while (isStackEmpty(s1) == 0) {
            push(s2, pop(s1));
        }
    }
    if (isStackEmpty(s2) == 1) {
        printf("Empty!\n");
    }
    return pop(s2);
}

 

int main(int argc, const char * argv[]) {
    // insert code here...
    Stack * p1 = NULL;
    Stack * p2 = NULL;
    Stack * s1 = initstack(p1);;
    Stack * s2 = initstack(p2);;
    
    appendTail(s1, s2, 10);
    appendTail(s1, s2, 20);
    appendTail(s1, s2, 30);
    
    int popValue =  deleteHead(s1, s2);
    printf("%d\n",popValue);
    printf("Hello, World!\n");
    return 0;
}