1、隊列實現(xiàn)棧原理簡述

棧是一種后進(jìn)先出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而隊列是一種先進(jìn)先出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，兩者原理不難理解，使用也簡單。但是我們不僅僅要掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本原理，還要學(xué)會靈活運(yùn)用，能否靈活運(yùn)用是考察一個人對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理解程度，也是在面試的時候經(jīng)常會考到的知識點(diǎn)。現(xiàn)在假設(shè)面試官要求你用隊列實現(xiàn)棧，你的解決方案是什么？通過棧的基本原理我們知道，只要每次進(jìn)行stack_pop操作時將隊列里最后一個元素輸出就能模擬棧的輸出操作。

2、隊列實現(xiàn)棧方案和實現(xiàn)

方案1：

我們很容易想到一種解決方案，隊列queue1保存原始輸入數(shù)據(jù)，隊列queue2作為臨時隊列緩存數(shù)據(jù)，只要進(jìn)行stack_pop操作時，先將queue1里除最后一個元素外全部出隊，且出隊的數(shù)據(jù)保存在一個臨時隊列queue2里，保存queue1最后的元素，最后再將queue2里的全部元素出隊，且出隊的元素重新放進(jìn)queue1里，返回保存的queue1最后的元素。

我們作了下圖便于理解2個隊列模擬棧的過程。

一個棧輸出元素順序

兩個隊列queue1和queue2模擬棧

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法篇-隊列和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法篇-棧文章里我們詳細(xì)介紹了隊列和棧的原理，并都用C實現(xiàn)了隊列和棧。現(xiàn)在我們復(fù)用這兩篇文章里隊列的實現(xiàn)代碼，用于實現(xiàn)棧。定義棧相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作函數(shù)代碼如下：

棧初始化函數(shù)實現(xiàn)：

棧銷毀函數(shù)實現(xiàn)：

入棧函數(shù)實現(xiàn)：

出棧函數(shù)實現(xiàn)：

判斷棧是否空和是否滿函數(shù)實現(xiàn)：

從方案1我們知道每次出隊都需要將隊列里除最后一個元素外的元素保存在另外一個臨時隊列里，增加了空間復(fù)雜度。那么能否只用一個隊列能否模擬棧呢？通過仔細(xì)觀察方案1發(fā)現(xiàn)queue1出對的數(shù)據(jù)是可以重新再入隊的，只要讓隊列里最后一個元素在隊列頭即可，那么我們很容易想到方案2。 方案2： 將隊列queue1里的數(shù)據(jù)依次出隊，且出隊的數(shù)據(jù)重新放在queue1的隊尾，直到最后一個元素在隊列頭，最后輸出隊列頭的元素即可。整個過程我們可以用下圖表示。單個隊列模擬棧

單個隊列模擬出棧函數(shù)實現(xiàn)如下：

棧實現(xiàn)驗證

下面我們寫一個小程序驗棧實現(xiàn)的正確性。

編譯運(yùn)行輸出如下：

隊列模擬棧完全正確。

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