数据结构学习笔记(9.栈和队列的特殊实现)

本节知识点：

1.使用两个链式栈实现链式队列：

代码如下：

LinkQueue.c文件：

/***************************************************************************************文件名：LinkQueue.c头文件：LinkQueue.h 时间： 2013/04/02作者： Hao功能:  利用两个链式栈 实现的链式队列 ****************************************************************************************/#include <stdio.h> #include <malloc.h>#include "LinkStack.h"#include "LinkQueue.h" typedef struct _tag_link_queue //队列的结构 {LinkStack* instack;LinkStack* outstack;}link_queue;/*******************************************************************************************************函数名： Creat_LinkQueueHead函数功能：创建一个队列头  在队列头中定义两个指针指向 两个栈  参数： void返回值：ret 成功返回队列头  失败返回NULL *******************************************************************************************************/LinkQueue* Creat_LinkQueueHead(){link_queue* ret = (link_queue*)malloc(sizeof(link_queue));if(NULL != ret){ret->instack = Creat_LinkStack();ret->outstack = Creat_LinkStack();if((NULL == ret->instack) || (NULL == ret->outstack)){free(ret);ret = NULL;}} return ret;} /*******************************************************************************************************函数名： Destroy_LinkQueue函数功能：销毁这个队列 释放队列中的所有元素 释放两个栈头 一个队列头  参数： LinkQueue* queue 队列头 返回值：void *******************************************************************************************************/void Destroy_LinkQueue(LinkQueue* queue){if(NULL != queue){link_queue* temp = (link_queue*)queue;Destroy_LinkStack(temp->instack);Destroy_LinkStack(temp->outstack);free(queue);}} /*******************************************************************************************************函数名： Get_Length函数功能：获得队列中元素个数 参数： LinkQueue* queue 队列头 返回值：ret 成功返回元素个数  失败返回0 *******************************************************************************************************/int Get_Queue_Length(LinkQueue* queue){int ret = 0;if(NULL != queue){link_queue* temp = (link_queue*)queue;ret = Get_LinkStack_Length(temp->instack) + Get_LinkStack_Length(temp->outstack);}return ret;}/*******************************************************************************************************函数名： Clean_LinkQueue函数功能：清空队列 参数： LinkQueue* queue 队列头 返回值：ret 成功返回1  失败返回0 *******************************************************************************************************/int Clean_LinkQueue(LinkQueue* queue){int ret = 0;if(NULL != queue){ret = 1;link_queue* temp = (link_queue*)queue;Clean_LinkStack(temp->instack);Clean_LinkStack(temp->outstack);} return 0;}/*******************************************************************************************************函数名： LinkQueue_Push函数功能：入队列操作 参数： LinkQueue* queue 队列头   void* data 要入队的数据 返回值：ret 成功返回1  失败返回0 *******************************************************************************************************/int LinkQueue_Push(LinkQueue* queue, void* data){int ret = 0;if((NULL != queue) && (NULL != data)){ret = 1;link_queue* temp = (link_queue*)queue;/*入队列操作 就把数据压入instack栈中*/LinkStack_Push(temp->instack, data);}return ret;} /*******************************************************************************************************函数名： LinkQueue_Pop函数功能：出队列操作 参数： LinkQueue* queue 队列头    返回值：ret 成功返回队头数据  失败返回NULL *******************************************************************************************************/void* LinkQueue_Pop(LinkQueue* queue){void* ret = NULL;if(NULL != queue){link_queue* temp = (link_queue*)queue;/*先判断outstack栈是否为空  为空就把instack全部倒入outstack中  再弹出outstack中数据*//*不为空就直接从outstack中  弹出数据*/if(0 == Get_LinkStack_Length(temp->outstack)){/*把instack全部倒入outstack中去*/ while(Get_LinkStack_Length(temp->instack) > 0){LinkStack_Push(temp->outstack, LinkStack_Pop(temp->instack));}} /*弹出outstack中的栈顶数据*/ ret =  LinkStack_Pop(temp->outstack);} return ret; }/*******************************************************************************************************函数名： LinkQueue_Top函数功能：获得队头数据 参数： LinkQueue* queue 队列头    返回值：ret 成功返回队头数据  失败返回NULL *******************************************************************************************************/void* LinkQueue_Top(LinkQueue* queue){void* ret = NULL;if(NULL != queue){link_queue* temp = (link_queue*)queue;/*先判断outstack栈是否为空  为空就把instack全部倒入outstack中  再弹出outstack中数据*//*不为空就直接从outstack中  弹出数据*/if(0 == Get_LinkStack_Length(temp->outstack)){/*把instack全部倒入outstack中去*/ while(Get_LinkStack_Length(temp->instack) > 0){LinkStack_Push(temp->outstack, LinkStack_Pop(temp->instack));}} /*弹出outstack中的栈顶数据*/ ret = Get_LinkStack_Top(temp->outstack);} return ret; }

LinkQueue.h 文件：

#ifndef __LinkQueue_H__#define __LinkQueue_H__typedef void LinkQueue;  //这个是为了 封装方便 LinkQueue* Creat_LinkQueueHead(void);void Destroy_LinkQueue(LinkQueue* queue);int Get_Queue_Length(LinkQueue* queue);int Clean_LinkQueue(LinkQueue* queue);int LinkQueue_Push(LinkQueue* queue, void* data);void* LinkQueue_Pop(LinkQueue* queue);void* LinkQueue_Top(LinkQueue* queue);  #endif

main.c文件：

#include <stdio.h>#include "LinkQueue.h"int main(){LinkQueue* queue = Creat_LinkQueueHead();    int a[10] = {0};    int i = 0;        for(i=0; i<10; i++)    {        a[i] = i + 1;                LinkQueue_Push(queue, a + i);    }        printf("Pop: %d\n", *(int*)LinkQueue_Pop(queue));    printf("Top: %d\n", *(int*)LinkQueue_Top(queue));    printf("Length: %d\n", Get_Queue_Length(queue));        //Clean_LinkQueue(queue);        while( Get_Queue_Length(queue) > 0 )    {        printf("Pop: %d\n", *(int*)LinkQueue_Pop(queue));    }        Destroy_LinkQueue(queue);return 0;} 

2.使用两个链式队列实现链式栈：

   a.使用两个队列实现栈，远远没有通过栈来实现队列高效，但是就把这个小算法当做，一个队列的应用来练习吧。

   b.首先定义两个队列，不考虑第一次压栈操作，判断q1和q2队列，哪个为空队列，把需要压栈的数据，放入非空队列中，例如q1中。push操作就，一直往这个非空队列中加入数据。pop操作的时候，也需要判断哪个队列为空队列，就把非空队列中的前n-1个元素，都放入空队列中，例如把q1中的前n-1个元素都放入q2中，此时把q1队列中最后一个数据出栈。后q1为空，q2为非空！如此循环。。。

如图：

代码如下：

LinkStack.c文件：

#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include "LinkStack.h"#include "LinkQueue.h"typedef struct _tag_link_stack //栈的结构 {LinkQueue* q1;LinkQueue* q2;}link_stack;LinkStack* Creat_LinkStack(){link_stack* ret = (link_stack*)malloc(sizeof(link_stack));if(NULL != ret){ret->q1 = Creat_LinkQueueHead();ret->q2 = Creat_LinkQueueHead();if((NULL == ret->q1) || (NULL == ret->q2)){free(ret);ret = NULL;}} return ret;}void  Destroy_LinkStack(LinkStack* stack){if(NULL != stack){link_stack* temp = (link_stack*)stack;Destroy_LinkQueue(temp->q1);Destroy_LinkQueue(temp->q2);free(stack);}}int Get_LinkStack_Length(LinkStack* stack){/*q1 和 q2 注定有一个为空 一个非空*/ int ret = 0; if(NULL != stack){link_stack* temp = (link_stack*)stack;ret = Get_Length(temp->q1);if(0 == ret) //如果q1队列为空 { ret = Get_Length(temp->q2); //就把q2队列的长度返回 }}return ret; }int Clean_LinkStack(LinkStack* stack){int ret = 0;if(NULL != stack){ret = 1;link_stack* temp = (link_stack*)stack;Clean_LinkStack(temp->q1);Clean_LinkStack(temp->q2);} return 0;} int LinkStack_Push(LinkStack* stack, void* node){int ret = 0;if((NULL != stack) && (NULL != node)){ret = 1;link_stack* temp = (link_stack*)stack;if(Get_Length(temp->q1) == 0) //如果q1队列为空 就把数据加入q2队列 {LinkQueue_Push(temp->q2, node);} else{LinkQueue_Push(temp->q1, node);//如果q2队列为空 就把数据加入q1队列} } return 0;}void* LinkStack_Pop(LinkStack* stack){void* ret = NULL; if(NULL != stack){link_stack* temp = (link_stack*)stack;if(Get_Length(temp->q1) == 0) //如果q1为空  就要把q2的前n-1 放入q1中 {while((Get_Length(temp->q2) - 1)){LinkQueue_Push(temp->q1, LinkQueue_Pop(temp->q2));} ret = LinkQueue_Pop(temp->q2); //此时q2为空了 } else //否则相反 {while((Get_Length(temp->q1) - 1)){LinkQueue_Push(temp->q2, LinkQueue_Pop(temp->q1));} ret = LinkQueue_Pop(temp->q1); //此时q1为空了 } } return ret;}void* Get_LinkStack_Top(LinkStack* stack){void* ret = NULL; if(NULL != stack){link_stack* temp = (link_stack*)stack;if(Get_Length(temp->q1) == 0) //如果q1为空  就要把q2的前n-1 放入q1中 {while((Get_Length(temp->q2) - 1)){LinkQueue_Push(temp->q1, LinkQueue_Pop(temp->q2));} ret = LinkQueue_Top(temp->q2); LinkQueue_Push(temp->q1, LinkQueue_Pop(temp->q2));} else //否则相反 {while((Get_Length(temp->q1) - 1)){LinkQueue_Push(temp->q2, LinkQueue_Pop(temp->q1));} ret = LinkQueue_Top(temp->q1);  LinkQueue_Push(temp->q2, LinkQueue_Pop(temp->q1));} } return ret;}

LinkStack.h文件：

#ifndef __LinkStack_H__#define __LinkStack_H__typedef void LinkStack;LinkStack* Creat_LinkStack(void);void  Destroy_LinkStack(LinkStack* stack);int Get_LinkStack_Length(LinkStack* stack);int Clean_LinkStack(LinkStack* stack);int LinkStack_Push(LinkStack* stack, void* node);void* Get_LinkStack_Top(LinkStack* stack);void* LinkStack_Pop(LinkStack* stack); #endif

main.c文件：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include "LinkStack.h"int main(int argc, char *argv[]) {LinkStack*  stack = Creat_LinkStack();int a = 9;int b = 12;int c = 1;LinkStack_Push(stack,&a);LinkStack_Push(stack,&b);LinkStack_Push(stack,&c);printf("%d\n",Get_LinkStack_Length(stack));printf("%d\n",*(int*)Get_LinkStack_Top(stack));printf("%d\n",*(int*)LinkStack_Pop(stack));printf("%d\n",*(int*)LinkStack_Pop(stack));printf("%d\n",*(int*)LinkStack_Pop(stack));Destroy_LinkStack(stack);return 0;}