栈的概念：

栈：⼀种特殊的线性表，其只允许在固定的⼀端进⾏插⼊和删除元素操作。进⾏数据插⼊和删除操作的⼀端称为栈顶，另⼀端称为栈底。栈中的数据元素遵守后进先出LIFO（Last In First Out）的原则。

压栈：栈的插⼊操作叫做进栈/压栈/⼊栈，⼊数据在栈顶。

出栈：栈的删除操作叫做出栈。出数据也在栈顶。

 栈的基本框架

<code>struct Stack

{

int* arr;

int capacity;

int top;//栈顶

};

栈的实现

test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include"Stack.h"

void STTest()

{

ST st;//创建一个栈变量

//初始化

STInit(&st);

//入栈

SrackPush(&st, 1);

SrackPush(&st, 2);

SrackPush(&st, 3);

SrackPush(&st, 4);

SrackPush(&st, 5);

//打印栈内的有效数据

printf("%d\n", STSize(&st));

//栈的出数据

/*SrackPop(&st);*/

//循环出栈，直到栈为空

//

while (!StackEmpty(&st))//如果栈不为空的话，我们一直进行循环打印栈顶数据

{

//取出当前栈顶的数据

STDataType data = StackTop(&st);

printf("%d ", data);//打印返回的栈顶数据

//数据出栈

SrackPop(&st);

//入栈的顺序是1 2 3 4 5

//出栈的顺序是5 4 3 2 1

//栈是不能被遍历的，也不能被随机访问

}

//打印栈内的有效数据

printf("%d\n", STSize(&st));

//销毁

STDestory(&st);

}

int main()

{

STTest();

return 0;

}

//栈这样的结构只能在一端入栈，一端出栈

Stack.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include"Stack.h"

//初始化

void STInit(ST* ps)

{

assert(ps);//判断传的ps是不是空的

ps->;arr = NULL;

ps->capacity = ps->top = 0;

//一开始的栈顶等于我们的栈底（栈为空的话）

}

//销毁

void STDestory(ST* ps)

{

assert(ps);//参数不能传空

if (ps->arr)//arr不为空的话我们直接将数组释放掉

{

free(ps->arr);

}

ps->arr = NULL;

ps->capacity = ps->top = 0;

}

//栈的入数据操作

void SrackPush(ST* ps, STDataType x)

{

assert(ps);//ps不能传空

//如果空间足够的话我们直接进行插入

//判断空间是否足够，如果top等于capacity的话，那么就说明我们这个栈就是满的

if (ps->capacity == ps->top)//，满了，我们需要进行增容操作

{

//二倍的增加

//初始情况下我们的capacity是定义为0的，所以我们不能直接进行乘二的操作

//我们需要创建一个变量

int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;

//如果容量为0的话，我们给newCapacity一个初始值4，如果不为0我们就进行乘二的操作

STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(STDataType));

if (tmp == NULL)

{

perror("realloc fail!");

exit(1);

}

//申请成功，我们将tmp申请的空间给pa->arr

ps->arr = tmp;

//申请空间成功了，那么我们就要将capacity进行改变了

ps->capacity = newCapacity;

}

//到这里空间一定是够的

ps->arr[ps->top] = x;//我们往栈顶的位置进行添加数据

//添加完数据之后，top要加加

ps->top++;

}

//判断栈是否为空

bool StackEmpty(ST* ps)

{

assert(ps);

return ps->top == 0;//为空就返回true

}

//栈的出数据操作

void SrackPop(ST* ps)

{

assert(ps);

//如果栈为空的话，我们是不能出数据的（top==0）

assert(!StackEmpty(ps));//如果栈为空就会报错了

//走到这里就说明栈不为空

--ps->top;//我们只需要将top进行--操作就能进行栈的出数据操作了

}

//取栈顶元素---循环打印栈顶的数据

STDataType StackTop(ST* ps)//返回值是栈顶的元素

{

assert(ps);

assert(!StackEmpty(ps));//判断当前栈是不是空的，如果是空的话，我们没有什么能取的

return ps->arr[ps->top - 1];//ps->top - 1是这个栈的最后一个数据的下标

}

//获取栈中有效个数

int STSize(ST* ps)

{

assert(ps);

return ps->top;

}

Stack.h

#pragma once

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<assert.h>

#include<stdbool.h>

//定义栈的结构

typedef int STDataType;

typedef struct Stack

{

STDataType* arr;

int capacity;//栈的空间大小

int top;//栈顶（插入数据和删除数据的位置）

}ST;

//初始化

void STInit(ST* ps);//传的是地址

//销毁

void STDestory(ST* ps);

//栈顶-=--如数据、出数据

//栈的入数据操作

void SrackPush(ST* ps, STDataType x);//第二个参数是要插入的数据

//栈的出数据操作

void SrackPop(ST* ps);

//取栈顶元素---循环打印栈顶的数据

STDataType StackTop(ST* ps);//返回值是栈顶的元素

//判断栈是否为空

bool StackEmpty(ST* ps);

//获取栈中有效个数

int STSize(ST* ps);

队列的概念

概念：只允许在⼀端进⾏插⼊数据操作，在另⼀端进⾏删除数据操作的特殊线性表，队列具有先进先出FIFO(First In First Out)

⼊队列：进⾏插⼊操作的⼀端称为队尾

出队列：进⾏删除操作的⼀端称为队头

队头：用来删除数据

对头：用来插入数据

队列的底层是链表，链表是由一个一个的节点组成

<code>//定义队列节点的结构

struct QueueNode

{

int data;

struct QueueNode* next;//指向下个节点的指针

};

struct Queue

{

struct QueueNode* phead;//指向的是队头--删除数据

struct QueueNode* ptail;//指向的是队尾--插入数据

};

为什么是定义的是两个结构体类型呢？

队列中的每一个数据是通过一个节点保存的，节点和节点之间是通过指针链接的，

其实就是维护了一个链表，给这个链表加上先进先出的限制，其实就是队列了

Queue.h

#pragma once

#include <stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<assert.h>

#include<stdbool.h>

//定义队列结构

typedef int QDataType;

typedef struct QueueNode

{

QDataType data;

struct QueueNode* next;

}QueueNode;

typedef struct Queue

{

QueueNode*phead;//指向头节点的指针---队头--删除数据

QueueNode*ptail;//指向尾节点的指针---队尾--插入数据

int size;//保存队列有效个数

}Queue ;

//初始化

void QueueInit(Queue* pq);

//入队列，队尾 插入数据

void QueuePush(Queue* pq, QDataType x);

//出队列,队头 删除数据

void QueuePop(Queue* pq);

//判断队列是否为空

bool Queuempty(Queue* pq);

//取队头数据

QDataType QueueFront(Queue* pq);

//取队尾数据

QDataType QueueBack(Queue* pq);

//队列有效元素个数

int QueueSize(Queue* pq);

//队列的销毁

void QueueDestroy(Queue* pq);

Queue.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include"Queue.h"

//初始化

void QueueInit(Queue* pq)

{

assert(pq);//传过来的不能是空指针

pq->;phead = pq->ptail = NULL;//空的队列

pq->size = 0;

}

//判断队列是否为空

bool Queuempty(Queue* pq)

{

assert(pq);

return pq->phead == NULL && pq->ptail == NULL;

//如果后面的表达式成立，那么就是真，返回的是true

//就是说如果这里的是空队列的话，那么就返回的是true

}

//入队列，队尾 插入数据

void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)

{

assert(pq);

//申请新节点

QueueNode* newnode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));//申请一个节点大小的空间

if (newnode == NULL)

{

perror("malloc dail!");

exit(1);

}

//对newnode进行初始化操作

newnode->data = x;

newnode->next = NULL;

if (pq->phead == NULL)//说明队列为空

{

pq->phead = pq->ptail = newnode;//那么此时的newnode不仅是头结点也是尾节点

}

else//队列不为空

{

pq->ptail->next = newnode;

//那么此时的newnode 就是新的ptail

pq->ptail = newnode;

}

pq->size++;

}

//出队列,队头 删除数据 从头结点开始删除数据

void QueuePop(Queue* pq)

{

assert(pq);

//队列为空（不可删除数据，因为没有数据）

//队列不为空（可删除数据）

assert(!Queuempty(pq));//队列为空白的话就报错

//处理只有一个节点的情况，避免ptail变成野指针

//判断只有一个节点的情况

if (pq->ptail == pq->phead)//头尾指针相同，说明只有一个节点

{

free(pq->phead);//随便释放

pq->phead = pq->ptail = NULL;

}

else//处理多个节点的情况

{

//删除队头元素

//那么我们现将下个节点的位置进行保存

QueueNode* next = pq->phead->next;

//存储好之后我们直接将头结点进行释放

free(pq->phead);

pq->phead = next;//那么之前存的next就是新的头结点了

}

pq->size--;

}

//取队头数据

QDataType QueueFront(Queue* pq)//返回队头数据

{

assert(pq);

assert(!Queuempty(pq));//队列不为空

return pq->phead->data;//将队头里面的数据直接返回就行了

}

//取队尾数据

QDataType QueueBack(Queue* pq)

{

assert(pq);

assert(!Queuempty(pq));//队列不为空

return pq->ptail->data;

}

//队列有效元素个数

int QueueSize(Queue* pq)

{

assert(pq);

//下面这种遍历的话效率太低了

//int size = 0;

定义一个指针进行遍历

//QueueNode* pcur = pq->phead;//指向队列的头结点

//while (pcur)//pcur不为空就往后走

//{

// size++;

// pcur = pcur->next;

//}

//return size;

return pq->size;

}

//队列的销毁

void QueueDestroy(Queue* pq)

{

assert(pq);

assert(!Queuempty(pq));//队列不为空

//遍历

QueueNode* pcur = pq->phead;

while (pcur)

{

//销毁之前先把下个节点进行保存

QueueNode* next = pcur -> next;

free(pcur);

//将Pcur销毁之后，那么之前保存的next就是新的头结点

pcur = next;

}

pq->phead = pq->ptail = NULL;

pq->size = 0;

}

test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include"Queue.h"

void QueueTest01()

{

Queue q;//创建一个队列变量

//初始化

QueueInit(&q);

//插入数据

QueuePush(&q, 1);

QueuePush(&q, 2);

QueuePush(&q, 3);

QueuePush(&q, 4);

//取队头数据

printf("head:%d\n", QueueFront(&q));

//取队尾数据

printf("tail:%d\n", QueueBack(&q));

//删除

QueuePop(&q);

//队列有效个数

printf("size:%d\n", QueueSize(&q));

//队列的销毁

QueueDestroy(&q);

}

int main()

{

QueueTest01();

}

栈和队列相关的OJ题

题目一：有效的括号

<code>//借助数据结构---栈来解决这道题

/*

思路：我们先创建一个字符串指针ps

我们再创建一个栈空间

我们通过ps进行字符串的遍历

如果是做左括号的话，那么我们就进行入栈操作

如果我们遇到了右括号的话，那么我们就与栈顶的元素进行匹配

如果是一对括号的话，那么我们就进行出栈操作，然后ps++,top-- 进行下一对括号的匹配

如果ps++指向的是大括号，但是栈顶的是小括号，那么现在就是不匹配的

那么我们就直接返回false

*/

typedef char STDataType;

typedef struct Stack

{

STDataType* arr;

int capacity;

int top;//栈顶

}ST;

//初始化

void STInit(ST* ps)

{

assert(ps);//判断传的ps是不是空的

ps->;arr = NULL;

ps->capacity = ps->top = 0;

//一开始的栈顶等于我们的栈底（栈为空的话）

}

//销毁

void STDestory(ST* ps)

{

assert(ps);//参数不能传空

if (ps->arr)//arr不为空的话我们直接将数组释放掉

{

free(ps->arr);

}

ps->arr = NULL;

ps->capacity = ps->top = 0;

}

//栈的入数据操作

void SrackPush(ST* ps, STDataType x)

{

assert(ps);//ps不能传空

//如果空间足够的话我们直接进行插入

//判断空间是否足够，如果top等于capacity的话，那么就说明我们这个栈就是满的

if (ps->capacity == ps->top)//，满了，我们需要进行增容操作

{

//二倍的增加

//初始情况下我们的capacity是定义为0的，所以我们不能直接进行乘二的操作

//我们需要创建一个变量

int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;

//如果容量为0的话，我们给newCapacity一个初始值4，如果不为0我们就进行乘二的操作

STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(STDataType));

if (tmp == NULL)

{

perror("realloc fail!");

exit(1);

}

//申请成功，我们将tmp申请的空间给pa->arr

ps->arr = tmp;

//申请空间成功了，那么我们就要将capacity进行改变了

ps->capacity = newCapacity;

}

//到这里空间一定是够的

ps->arr[ps->top] = x;//我们往栈顶的位置进行添加数据

//添加完数据之后，top要加加

ps->top++;

}

//判断栈是否为空

bool StackEmpty(ST* ps)

{

assert(ps);

return ps->top == 0;//为空就返回true

}

//栈的出数据操作

void SrackPop(ST* ps)

{

assert(ps);

//如果栈为空的话，我们是不能出数据的（top==0）

assert(!StackEmpty(ps));//如果栈为空就会报错了

//走到这里就说明栈不为空

--ps->top;//我们只需要将top进行--操作就能进行栈的出数据操作了

}

//取栈顶元素---循环打印栈顶的数据

STDataType StackTop(ST* ps)//返回值是栈顶的元素

{

assert(ps);

assert(!StackEmpty(ps));//判断当前栈是不是空的，如果是空的话，我们没有什么能取的

return ps->arr[ps->top - 1];//ps->top - 1是这个栈的最后一个数据的下标

}

//获取栈中有效个数

int STSize(ST* ps)

{

assert(ps);

return ps->top;

}

bool isValid(char* s)

{

ST st;//创建一个栈变量

//初始化

STInit(&st);

//遍历字符串s

char *ps=s;//指向字符串s

while(*ps!='\0')//我们需要遍历字符串'\0'之前的数据

{

//左括号入栈

if(*ps=='('|| *ps=='[' || *ps=='{')

{

SrackPush(&st,*ps);

}

else//右括号，和栈顶元素进行匹配

{

//栈不为空才能取元素

//判断栈是否为空，空的话直接返回false

if(StackEmpty(&st))//栈为空的话，这个函数返回的就是true

{

return false;

}

//取栈顶元素，与top进行比较

char ch=StackTop(&st);//栈顶的元素，我们取出

if((*ps==')' &&ch=='(')

||(*ps==']' &&ch=='[')

||(*ps=='}' &&ch=='{'))

{

//匹配上了我们就进行出栈操作

SrackPop(&st);

}

else

{

//不匹配的话，我们在返回之前我们同样需要进行销毁操作

STDestory(&st);

//那么就是括号不匹配了

return false;

}

}

//入栈之后我们进行ps++

ps++;

}

bool ret=StackEmpty(&st)==true;//为空的话那么我们就返回truew

//销毁

STDestory(&st);

return ret;

}

/*

假如我们的字符串里面只有一个左括号的话，那么这个代码就会直接入栈

然后跳出循环，并没有对栈内的空间进行检查

并没有进行出栈的操作，所以栈内是有元素的

我们要判断栈内是否为空

如果是空的话，那么就说括号都配对完成了，左括号都出栈了，那么就返回true

*/

/*

我们在取栈顶元素之前我们还要对栈的空间进行判断，看看栈是否为空，

栈不为空才能去栈顶元素

栈为空的话，之间返回false

*/

题目二:用队列实现栈

<code>/*

队列是先进先出

栈是先进后出

*/

/*

因为我们是要进行栈的实现

那么假如我们存进去1 2 3

那么拿出来的就是3 2 1

我们用两个队列实现

Q1和Q2两个队列

假设现在Q1里面的是1 2 3,1在对头，3在队尾

我们Q1每次出size-1个数据入到Q2里面，那么此时的Q1就剩下一个3,那么我们直接将3出栈，那么得到的第一个数就是3

以此类推我们就能得到3 2 1

*/

/*

两个队列，那个队列不为空，我们就将这个队列里面的size-1个数据导入到另一个队列里面去，然后将剩下的元素导出了

如果最后队列里面只有一个数据，那么我们就直接将这个数据导出

*/

/*思路：

出栈：找到不为空的队列，将size-1个数据导入到另一个队列中

入栈：往空队列中插入数据

取栈顶元素

*/

//定义队列结构

typedef int QDataType;

typedef struct QueueNode

{

QDataType data;

struct QueueNode* next;

}QueueNode;

typedef struct Queue

{

QueueNode*phead;//指向头节点的指针---队头--删除数据

QueueNode*ptail;//指向尾节点的指针---队尾--插入数据

int size;//保存队列有效个数

}Queue ;

//初始化

void QueueInit(Queue* pq)

{

assert(pq);//传过来的不能是空指针

pq->;phead = pq->ptail = NULL;//空的队列

pq->size = 0;

}

//判断队列是否为空

bool Queuempty(Queue* pq)

{

assert(pq);

return pq->phead == NULL && pq->ptail == NULL;

//如果后面的表达式成立，那么就是真，返回的是true

//就是说如果这里的是空队列的话，那么就返回的是true

}

//入队列，队尾 插入数据

void QueuePush(Queue* pq, QDataType x)

{

assert(pq);

//申请新节点

QueueNode* newnode = (QueueNode*)malloc(sizeof(QueueNode));//申请一个节点大小的空间

if (newnode == NULL)

{

perror("malloc dail!");

exit(1);

}

//对newnode进行初始化操作

newnode->data = x;

newnode->next = NULL;

if (pq->phead == NULL)//说明队列为空

{

pq->phead = pq->ptail = newnode;//那么此时的newnode不仅是头结点也是尾节点

}

else//队列不为空

{

pq->ptail->next = newnode;

//那么此时的newnode 就是新的ptail

pq->ptail = newnode;

}

pq->size++;

}

//出队列,队头 删除数据 从头结点开始删除数据

void QueuePop(Queue* pq)

{

assert(pq);

//队列为空（不可删除数据，因为没有数据）

//队列不为空（可删除数据）

assert(!Queuempty(pq));//队列为空白的话就报错

//处理只有一个节点的情况，避免ptail变成野指针

//判断只有一个节点的情况

if (pq->ptail == pq->phead)//头尾指针相同，说明只有一个节点

{

free(pq->phead);//随便释放

pq->phead = pq->ptail = NULL;

}

else//处理多个节点的情况

{

//删除队头元素

//那么我们现将下个节点的位置进行保存

QueueNode* next = pq->phead->next;

//存储好之后我们直接将头结点进行释放

free(pq->phead);

pq->phead = next;//那么之前存的next就是新的头结点了

}

pq->size--;

}

//取队头数据

QDataType QueueFront(Queue* pq)//返回队头数据

{

assert(pq);

assert(!Queuempty(pq));//队列不为空

return pq->phead->data;//将队头里面的数据直接返回就行了

}

//取队尾数据

QDataType QueueBack(Queue* pq)

{

assert(pq);

assert(!Queuempty(pq));//队列不为空

return pq->ptail->data;

}

//队列有效元素个数

int QueueSize(Queue* pq)

{

assert(pq);

//下面这种遍历的话效率太低了

//int size = 0;

定义一个指针进行遍历

//QueueNode* pcur = pq->phead;//指向队列的头结点

//while (pcur)//pcur不为空就往后走

//{

// size++;

// pcur = pcur->next;

//}

//return size;

return pq->size;

}

//队列的销毁

void QueueDestroy(Queue* pq)

{

assert(pq);

//assert(!Queuempty(pq));//队列不为空

//遍历

QueueNode* pcur = pq->phead;

while (pcur)

{

//销毁之前先把下个节点进行保存

QueueNode* next = pcur -> next;

free(pcur);

//将Pcur销毁之后，那么之前保存的next就是新的头结点

pcur = next;

}

pq->phead = pq->ptail = NULL;

pq->size = 0;

}

//两个队列来实现栈

typedef struct

{

Queue q1;//队列1

Queue q2;//队列2

} MyStack;

//STInit 栈的初始化

MyStack* myStackCreate()

{

MyStack*pst=(MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));//创建一个栈大小的空间

QueueInit(&pst->q1);//调用初始化函数对q1进行初始化

QueueInit(&pst->q2);

return pst;

}

//那么到这里我们有一个空栈，栈里面有两个队列

//入数据

void myStackPush(MyStack* obj, int x)

{

//往不为空的队列插入数据

//第一步判断那个队列是非空队列

if(!Queuempty(&obj->q1))//如果这个队列不是空的话，我们就我那个这个队列里面入数据

{

//往队列内插入数据

QueuePush(&obj->q1,x);

}

else

{

QueuePush(&obj->q2,x);

}

}

//出数据

int myStackPop(MyStack* obj)

{

//找到不为空的队列

Queue*empQ=&obj->q1;//假设q1是空的，创建指针指向q1

Queue*noneQ=&obj->q2;//q2不为空，指针指向q2

if(!Queuempty(&obj->q1))//如果q1不为空

{

//创建两个指针，noneQ指向的是非空队列，empQ指向的是空队列

noneQ=&obj->q1;//那么这个非空指针就指向了q1

empQ=&obj->q2;//那么空指针就指向q2了

}

//将不为空内的size-1个数据导入到另一个队列里面

while(QueueSize(noneQ)>1)//循环条件是非空队列里面只剩下一个有效的数据了

{

int front=QueueFront(noneQ);//获取这个非空队列里面的队头数据

QueuePush(empQ,front);//往空队列里面循环插入队头数据

QueuePop(noneQ);//因为我们这个非空队列的队头数据已经拿出去了 ，那么我们就将非空队列进行删除数据操作

}

//非空队列中只剩下一个数据----那么这个数据就是要出栈的数据

int pop=QueueFront(noneQ);//获取剩下的这个元素

QueuePop(noneQ);//进行出数据操作

return pop;//返回我们要的值

}

//取栈顶元素 假设插入1 2 3，那么栈顶就是3 这里是2两个队列

int myStackTop(MyStack* obj)

{

//找到不为空的队列，取队尾元素

if(!Queuempty(&obj->q1))//如果第一个队列不为空的话

{

return QueueBack(&obj->q1);//直接将取到的队尾元素进行返回就行了

}

else

{

return QueueBack(&obj->q2);

}

}

//判读栈是否为空

bool myStackEmpty(MyStack* obj)

{

//两个队列如果都为空的话，那么这个栈就是空的

return Queuempty(&obj->q1) && Queuempty(&obj->q2);

}

//销毁

void myStackFree(MyStack* obj)

{

//就是栈内的连个队列的销毁

QueueDestroy(&obj->q1);

QueueDestroy(&obj->q2);

free(obj);//将我们之前申请的栈空间进行释放掉

obj=NULL;

}

/**

* Your MyStack struct will be instantiated and called as such:

* MyStack* obj = myStackCreate();

* myStackPush(obj, x);

* int param_2 = myStackPop(obj);

* int param_3 = myStackTop(obj);

* bool param_4 = myStackEmpty(obj);

* myStackFree(obj);

*/

题目三：用栈实现队列

<code>//定义栈的结构

typedef int STDataType;

typedef struct Stack

{

STDataType* arr;

int capacity;//栈的空间大小

int top;//栈顶（插入数据和删除数据的位置）

}ST;

//初始化

void STInit(ST* ps)

{

assert(ps);//判断传的ps是不是空的

ps->;arr = NULL;

ps->capacity = ps->top = 0;

//一开始的栈顶等于我们的栈底（栈为空的话）

}

//销毁

void STDestory(ST* ps)

{

assert(ps);//参数不能传空

if (ps->arr)//arr不为空的话我们直接将数组释放掉

{

free(ps->arr);

}

ps->arr = NULL;

ps->capacity = ps->top = 0;

}

//栈的入数据操作

void SrackPush(ST* ps, STDataType x)

{

assert(ps);//ps不能传空

//如果空间足够的话我们直接进行插入

//判断空间是否足够，如果top等于capacity的话，那么就说明我们这个栈就是满的

if (ps->capacity == ps->top)//，满了，我们需要进行增容操作

{

//二倍的增加

//初始情况下我们的capacity是定义为0的，所以我们不能直接进行乘二的操作

//我们需要创建一个变量

int newCapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;

//如果容量为0的话，我们给newCapacity一个初始值4，如果不为0我们就进行乘二的操作

STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->arr, newCapacity * sizeof(STDataType));

if (tmp == NULL)

{

perror("realloc fail!");

exit(1);

}

//申请成功，我们将tmp申请的空间给pa->arr

ps->arr = tmp;

//申请空间成功了，那么我们就要将capacity进行改变了

ps->capacity = newCapacity;

}

//到这里空间一定是够的

ps->arr[ps->top] = x;//我们往栈顶的位置进行添加数据

//添加完数据之后，top要加加

ps->top++;

}

//判断栈是否为空

bool StackEmpty(ST* ps)

{

assert(ps);

return ps->top == 0;//为空就返回true

}

//栈的出数据操作

void SrackPop(ST* ps)

{

assert(ps);

//如果栈为空的话，我们是不能出数据的（top==0）

assert(!StackEmpty(ps));//如果栈为空就会报错了

//走到这里就说明栈不为空

--ps->top;//我们只需要将top进行--操作就能进行栈的出数据操作了

}

//取栈顶元素---循环打印栈顶的数据

STDataType StackTop(ST* ps)//返回值是栈顶的元素

{

assert(ps);

assert(!StackEmpty(ps));//判断当前栈是不是空的，如果是空的话，我们没有什么能取的

return ps->arr[ps->top - 1];//ps->top - 1是这个栈的最后一个数据的下标

}

//获取栈中有效个数

int STSize(ST* ps)

{

assert(ps);

return ps->top;

}

///

/*

因为我们是用两个栈来实现队列

那么假如我们插入1 2 3

那么导出的也是1 2 3

我们创建两个栈，分别用来入数据和出数据

第一个栈接入我们放的是1 2 3 1在栈底，3在栈顶

那么我们将这三个数据依次放到另一个栈内

那么另一个栈就是3 2 1 3在栈第，1在栈顶，那么我们依次将这个栈的数据依次导出

就能达到队列的效果了

*/

/*逻辑：pop是出数据

入队：往pushST中插入数据

出队：判断popST是否为空，不为空直接pop,为空的话将pushST导入到popST中

取队头：跟出队一样的，但是这里不pop数据

*/

typedef struct

{

ST pushST;//两个栈

ST popST;

} MyQueue;

//初始化操作

MyQueue* myQueueCreate()

{

MyQueue*pst=(MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));

STInit(&pst->pushST);//栈的初始化

STInit(&pst->popST);

return pst;

}

//往pushST中插入数据

void myQueuePush(MyQueue* obj, int x)

{

//调用栈的插入方法

SrackPush(&obj->pushST,x);//往pushST中插入数据

}

//删除数据

int myQueuePop(MyQueue* obj)

{

//1.检查popST是否为空

//1)不为空直接 出

//2)为空，pushST导入到popST,在出数据

if(StackEmpty(&obj->popST))//如果为空的话，我们就进项导数据操作

{

//导数据

while(!StackEmpty(&obj->pushST))//只要不为空，我们就将这个栈内的数据导出

{

//循环取栈顶数据

//StackTop(&obj->pushST)将这个栈内的栈顶数据取出

SrackPush(&obj->popST,StackTop(&obj->pushST));

//将pushST这个栈的栈顶数据导入到popST中

//取完数据，插入完数据之后我们再将进行pop操作，换下个数

SrackPop(&obj->pushST);

//下次我们取到的就是新的栈顶元素

}

}

//取栈顶，删除栈顶元素并返回栈顶数据

int top=StackTop(&obj->popST);//将这个栈的栈顶元素保存出来

SrackPop(&obj->popST);//将栈顶元素删除，下次就是新的栈顶元素

return top;

}

//取队头元素

int myQueuePeek(MyQueue* obj)

{

//1.检查popST是否为空

//1)不为空直接 出

//2)为空，pushST导入到popST,在出数据

if(StackEmpty(&obj->popST))//如果为空的话，我们就进项导数据操作

{

//导数据

while(!StackEmpty(&obj->pushST))//只要不为空，我们就将这个栈内的数据导出

{

//循环取栈顶数据

//StackTop(&obj->pushST)将这个栈内的栈顶数据取出

SrackPush(&obj->popST,StackTop(&obj->pushST));

//将pushST这个栈的栈顶数据导入到popST中

//取完数据，插入完数据之后我们再将进行pop操作，换下个数

SrackPop(&obj->pushST);

//下次我们取到的就是新的栈顶元素

}

}

//取栈顶，删除栈顶元素并返回栈顶数据

return StackTop(&obj->popST);//我们直接将这个栈顶数据返回

}

//判断我们的队列是否为空，就是判断这个队列里面的两个栈是否为空

bool myQueueEmpty(MyQueue* obj)

{

//如果这两个栈都不为空，那么这个队列就不为空

return StackEmpty(&obj->pushST) &&StackEmpty(&obj->popST);

}

//销毁

void myQueueFree(MyQueue* obj)

{

STDestory(&obj->pushST);

STDestory(&obj->popST);

free(obj);

obj=NULL;

}

/**

* Your MyQueue struct will be instantiated and called as such:

* MyQueue* obj = myQueueCreate();

* myQueuePush(obj, x);

* int param_2 = myQueuePop(obj);

* int param_3 = myQueuePeek(obj);

* bool param_4 = myQueueEmpty(obj);

* myQueueFree(obj);

*/

题目四：设计循环队列

<code>//推荐循环队列底层队列为数组

/*

插入数据：循环队列满了，就不能插入数据

*/

/*

一开始的front指向的是数组的头元素

rear也是指向数组的头元素

每次插入一个元素，rear就进行++操作

我们在下面申请了k+1个整型的空间，最后一个空间仅仅只是占位置的，不是存储数据的，实际存储数据的只有k个

假设这里是5个空间

0 1 2 3 4 这是对应的下标

一开始的front和rear都指向的是0，每次增加一个元素，rear++

等rear指向4的时候这个数组就存满了

因为是循环，最后rear++会回到front的位置

那么我们可以通过(rear+1)%(k+1)==front来判断队列是否满了

rear==front可以判断队列是否为空

*/

//定义循环队列的结构

typedef struct

{

int *arr;

int rear;

int front;

int capacity;//保存数组的空间的大小k

} MyCircularQueue;

//循环队列的初始化

MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k)//我们根据这个K进行动态的申请内存,这里的返回值是指向循环队列的指针

{

MyCircularQueue*pst=(MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));//先开辟队列的空间

//因为队列的底层结构是数组，那么我们再为数组开辟空间

pst->;arr=(int*)malloc(sizeof(int)*(k+1));//我们给数组申请K+1个整型大小的空间

pst->front=pst->rear=0;

pst->capacity=k;//循环队列的容量大小是k

return pst;

}

//判断队列是否满了

bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj)

{

return (obj->rear+1)%(obj->capacity+1)==obj->front;//就说明满了

//capacity+1是数组的容量大小，多出的1是用来占位置的

}

//向循环队列里面插入数据，如果成功插入就返回真

bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value)

{

//队列如果满了的话就不能进行插入数据的操作了

if(myCircularQueueIsFull(obj))//如果满了的话,就不能插入数据了

{

return false;

}

//走到这里说明队列还没有满，我们就进行插数据操作

obj->arr[obj->rear++]=value;//插入完数据之后rear要进行++的操作

//为了保证循环的效果

/*

假设我们的rear此时在占位置的那个位置，就是多出来的1的那个位置

为了保证循环，我们要让rear回到数组的第一个位置 */

obj->rear%=obj->capacity+1;//obj->rear=obj->rear % (obj->capacity+1)//我们这里进行求余的操作，将结果给rear

//插入完成我们就返回true

return true;

}

//判断队列是否为空

bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj)

{

return obj->rear==obj->front;

}

//从循环队列中删除一个元素，成功删除就返回true

bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj)

{

//既然要删除数据，那么队列就不能为空

if(myCircularQueueIsEmpty(obj))//说明这个数组为空，我们就不进行删除数据的操作了

{

return false;

}

//走到这里说明队列不为空，那么我们就进行删除操作

obj->front++;

obj->front%=obj->capacity+1;//取余

//原先front位置的数据还在，但是我们现在front已经换位置了，那么原先位置的数据就能就行插入数据了

return true;

}

//取对首元素，返回对应值

int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj)

{

//队列为空就没啥数据能取

//判断队列是否为空

if(myCircularQueueIsEmpty(obj))//队列为空的话我们直接返回-1

{

return -1;

}

return obj->arr[obj->front];

}

//取对尾元素，返回对应值

int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj)

{

//队列为空就没啥数据能取

//判断队列是否为空

if(myCircularQueueIsEmpty(obj))//队列为空的话我们直接返回-1

{

return -1;

}

//return obj->arr[obj->rear-1];//rear指向的是最后一个数据的下一个位置

//假如我们的rear指向的是0下标的数，那么rear-1不就是-1吗？这么写代码就是错的，，存在越界情况

int prev=obj->rear-1;//定义一个指针指向rear前一个数据

if(obj->rear==0)

{

prev=obj->capacity;//下标为4，那么就是这个数组的第5个位置，就是最后一个位置

}

return obj->arr[prev];

//队尾元素就是rear经历过++操作之前的位置的元素

}

//循环队列的销毁

void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj)

{

free(obj->arr);

free(obj);

obj=NULL;

}

/**

* Your MyCircularQueue struct will be instantiated and called as such:

* MyCircularQueue* obj = myCircularQueueCreate(k);

* bool param_1 = myCircularQueueEnQueue(obj, value);

* bool param_2 = myCircularQueueDeQueue(obj);

* int param_3 = myCircularQueueFront(obj);

* int param_4 = myCircularQueueRear(obj);

* bool param_5 = myCircularQueueIsEmpty(obj);

* bool param_6 = myCircularQueueIsFull(obj);

* myCircularQueueFree(obj);

*/