利用棧實現佇列(C語言實現)

在上一篇優化後佇列的實現(C語言實現)  中，雖然我們對佇列的時間複雜度進行了優化，但是卻讓程式碼的可讀性變差了，程式碼顯得略微臃腫（當然，這些話你看看就好，主要是為了奉承這篇博文的）。

這裡主要實現的是：利用棧來實現佇列

基本思路：

1，建立兩個棧

2，兩個棧合併起來組裝成一個佇列，分別取名為instack,outstack，用於進佇列，出佇列

3，比如有1,2,3,4,5 需要進入佇列，先將這一串數壓入instack棧中，假設壓入順序為1,2,3,4,5（1為棧底），再將instack中的資料移入outstack中，出棧順序為：5,4,3,2,1.  那麼入outsatck的時候，進棧的順序同樣為 ： 5,4,3,2,1（5為棧底），那麼出outstack的時候，順序即為：1,2,3,4,5  這樣就做到了入是1,2,3,4,5  出也是1,2,3,4,5  這樣就跟佇列是一樣一樣的了。

程式碼實現思路：

實現思路
準備兩個棧用於實現佇列：inStack和outStack
當有新元素入隊時： ：將其壓入 將其壓入inStack中
當需要出隊時：
 當outStack為空時：
1. 將inStack中的元素逐一彈出並壓入outStack中
2. 將outStack的棧頂元素彈出
 當outStack不為空時：
– 直接將outStack的棧頂元素彈出

原始碼入下：

這裡用到了棧的程式碼，具體可以參閱：棧的實現與操作(C語言實現)

標頭檔案：

#ifndef _SPQueue_H_
#define _SPQueue_H_

typedef void SPQueue;

SPQueue* SPQueue_Create();

void SPQueue_Destroy(SPQueue* queue);

void SPQueue_Clear(SPQueue* queue);

int SPQueue_Append(SPQueue* queue, void* item);

void* SPQueue_Retrieve(SPQueue* queue);

void* SPQueue_Header(SPQueue* queue);

int SPQueue_Length(SPQueue* queue);

#endif

原始檔：

// 棧實現佇列.cpp : 定義控制檯應用程式的入口點。
//

#include "stdafx.h"
#include "SPQueue.h"
#include "LinkStack.h"
#include <malloc.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct 
{
	LinkStack * instack;
	LinkStack * outstack;
} TSPQueue;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	 SPQueue* queue = SPQueue_Create();
    int a[10] = {0};
    int i = 0;
    
    for(i=0; i<10; i++)
    {
        a[i] = i + 1;
        
        SPQueue_Append(queue, a + i);
    }
    printf("第一次進佇列：");
    printf("Header: %d\n", *(int*)SPQueue_Header(queue));
    printf("Length: %d\n", SPQueue_Length(queue));
    
    for(i=0; i<5; i++)
    {
        printf("%d\t出佇列了\n", *(int*)SPQueue_Retrieve(queue));
    }
     printf("\n第二次進佇列：\n");
    printf("Header: %d\n", *(int*)SPQueue_Header(queue));
    printf("Length: %d\n", SPQueue_Length(queue));
   
    for(i=0; i<10; i++) //繼續尾加10個節點
    {
        a[i] = i + 1;
        
        SPQueue_Append(queue, a + i);
    }
    
    while( SPQueue_Length(queue) > 0 )
    {
        printf("%d\t出佇列了\n", *(int*)SPQueue_Retrieve(queue));
    }
    
    SPQueue_Destroy(queue);
    
	system("pause");
	return 0;
}

//建立
SPQueue* SPQueue_Create()
{
	TSPQueue* ret = (TSPQueue*)malloc(sizeof(TSPQueue));
	if (NULL != ret)
	{
		ret->instack = LinkStack_Create();
		ret->outstack = LinkStack_Create();

		if ((NULL == ret->instack) && (NULL == ret->outstack))
		{
			LinkStack_Destroy(ret->instack);
			LinkStack_Destroy(ret->outstack);
			free(ret);
			ret = NULL;
		}
	}
	return ret;
}

//銷燬
void SPQueue_Destroy(SPQueue* queue)
{
	SPQueue_Clear(queue);
	free(queue);
}

//清空
void SPQueue_Clear(SPQueue* queue)
{
	TSPQueue* SPQueue = (TSPQueue*)queue;
	if (NULL != SPQueue)
	{
		LinkStack_Clear(SPQueue->instack);
		LinkStack_Clear(SPQueue->outstack);
	}
}

//尾加
int SPQueue_Append(SPQueue* queue, void* item)
{
	TSPQueue* SPQueue = (TSPQueue*)queue;
	int ret = 0;
	if (NULL != SPQueue)
	{
		ret = LinkStack_Push(SPQueue->instack,item);
	}
	return ret;
}

//刪除頭部
void* SPQueue_Retrieve(SPQueue* queue)
{
	TSPQueue* SPQueue = (TSPQueue*)queue;
	void * ret = NULL;
	if (NULL != SPQueue)
	{
		//當outstack長度為0時，把instack中的資料移入outstack
		if (LinkStack_Size(SPQueue->outstack) == 0)
		{			
			while (LinkStack_Size(SPQueue->instack) > 0)
			{
				LinkStack_Push(SPQueue->outstack,LinkStack_Pop(SPQueue->instack));
			}
		}
		//取出outstack的棧頂
		ret = LinkStack_Pop(SPQueue->outstack);		
	}
	return ret ;
}

//獲得頭部
void* SPQueue_Header(SPQueue* queue)
{
	TSPQueue* SPQueue = (TSPQueue*)queue;
	void * ret = NULL;
	if (NULL != SPQueue)
	{
		if (LinkStack_Size(SPQueue->outstack) == 0)
		{
			while (LinkStack_Size(SPQueue->instack) > 0)
			{
				LinkStack_Push(SPQueue->outstack,LinkStack_Pop(SPQueue->instack));
			}
		}
		ret = LinkStack_Top(SPQueue->outstack);		
	}
	return ret ;
}

//長度
int SPQueue_Length(SPQueue* queue)
{
	TSPQueue* SPQueue = (TSPQueue*)queue;
	int ret = 0;
	if (NULL != SPQueue)
	{
		ret = LinkStack_Size(SPQueue->instack) + LinkStack_Size(SPQueue->outstack);
	}
	return ret;
}

執行結果：

第一次進佇列：Header: 1
Length: 10
1       出佇列了
2       出佇列了
3       出佇列了
4       出佇列了
5       出佇列了

第二次進佇列：
Header: 6
Length: 5
6       出佇列了
7       出佇列了
8       出佇列了
9       出佇列了
10      出佇列了
1       出佇列了
2       出佇列了
3       出佇列了
4       出佇列了
5       出佇列了
6       出佇列了
7       出佇列了
8       出佇列了
9       出佇列了
10      出佇列了
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