1. 括号匹配问题
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思路分析：
如果有左括号就进栈如果不是先判断栈里面是否为空如果为空返回false，如果不为空就进行匹配
如果匹配不成功返回false反之继续下一个判断
typedef char STDataType;
typedef struct Stack
{STDataType* _a;int _top; // 栈顶int _capacity; // 容量
}Stack;// 初始化栈
void StackInit(Stack* ps)
{assert(ps);ps->_a = NULL;ps->_capacity = ps->_top = 0;
}
// 入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType data)
{assert(ps);//判断是否需要扩容if (ps->_top == ps->_capacity){int newcapacity = ps->_capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->_capacity;STDataType* result = (STDataType*)realloc(ps->_a,newcapacity *sizeof(STDataType));if (result == NULL){perror("stackpop");return;}ps->_capacity = newcapacity;ps->_a = result;}ps->_a[ps->_top++] = data;
}
// 出栈
void StackPop(Stack* ps)
{assert(ps && ps->_top);ps->_top--;
}
// 获取栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* ps)
{assert(ps && ps->_top);return ps->_a[ps->_top - 1];
}
// 获取栈中有效元素个数
int StackSize(Stack* ps)
{assert(ps);return ps->_top;
}
// 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0
bool StackEmpty(Stack* ps)
{return ps->_top == 0;
}
// 销毁栈
void StackDestroy(Stack* ps)
{assert(ps);free(ps->_a);ps->_a = NULL;ps->_capacity = ps->_top = 0;
}
bool isValid(char* s)
{Stack c;StackInit(&c);while (*s!='\0'){if (*s == '[' || *s == '{' || *s == '('){StackPush(&c, *s);}else{if (StackEmpty(&c)){return false;}else{char x = StackTop(&c);StackPop(&c);if (x == '(' && *s != ')'|| x == '[' && *s != ']'|| x == '{' && *s != '}'){return false;}}}s++;}if (StackEmpty(&c)){return true;}else{return false;}
}2. 用队列实现栈
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思路分析：
我们入栈时应入非空队列，出栈时把非空队列从队头出进入另一个空队列直到非空数列剩下一个然后pop非空数列就完成了出栈。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
typedef int QDataType;
typedef struct QueueNode
{struct QueueNode* next;QDataType data;
}QNode;
//这里我们用一个结构体存队列的头指针和尾指针
//这样就避免我们想要改变指向头结点的指针时就不用传入二级指针
typedef struct Queue
{QNode* phead;QNode* ptail;int size;
}Queue;
// 初始化队列
void QueueInit(Queue* q);
// 队尾入队列
void QueuePush(Queue* q, QDataType data);
// 队头出队列
void QueuePop(Queue* q);
// 获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* q);
// 获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* q);
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* q);
// 检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，如果非空返回0
int QueueEmpty(Queue* q);
// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* q);
// 初始化队列
void QueueInit(Queue* q)
{assert(q);q->phead = NULL;q->ptail = NULL;q->size = 0;
}
// 队尾入队列
void QueuePush(Queue* q, QDataType data)
{assert(q);//入之前现申请一个节点QNode* pcur = (QNode*)malloc(sizeof(QNode));if (pcur == NULL){perror("queuepush");return;}pcur->next = NULL;pcur->data = data;//进行尾插if (q->ptail == NULL){q->phead = q->ptail = pcur;}else{q->ptail->next = pcur;q->ptail = pcur;}q->size++;
}
// 队头出队列
void QueuePop(Queue* q)
{assert(q);//这里我们要判断一下里面有几个节点如果就一个结点//我们进行头删就会使ptail变为野指针因为一个节点//此时的头尾指针指向同一个节点if (q->size == 1){free(q->phead);q->phead = q->ptail = NULL;}else{QNode* pnext = q->phead->next;free(q->phead);q->phead = pnext;}q->size--;
}
// 获取队列头部元素
QDataType QueueFront(Queue* q)
{assert(q);assert(q->phead);return q->phead->data;
}
// 获取队列队尾元素
QDataType QueueBack(Queue* q)
{assert(q && q->ptail);return q->ptail->data;
}
// 获取队列中有效元素个数
int QueueSize(Queue* q)
{assert(q);return q->size;
}
// 检测队列是否为空，如果为空返回非零结果，如果非空返回0
int QueueEmpty(Queue* q)
{return q->size == 0;
}
// 销毁队列
void QueueDestroy(Queue* q)
{QNode* pcur = q->phead;while (pcur){QNode* pnext = pcur->next;free(pcur);pcur = pnext;}q->ptail = q->phead = NULL;q->size = 0;}
typedef struct {Queue q1;Queue q2;
} MyStack;MyStack* myStackCreate() {MyStack* s = (MyStack*)malloc(sizeof(MyStack));QueueInit(&(s->q1));QueueInit(&(s->q2));s->size = 0;return s;
}void myStackPush(MyStack* obj, int x) {if (!QueueEmpty(&(obj->q1))){QueuePush(&(obj->q1), x);}else{QueuePush(&(obj->q2), x);}
}int myStackPop(MyStack* obj) {Queue* empty = &obj->q1;Queue* noempty = &obj->q2;if (QueueEmpty(&obj->q2)){empty = &obj->q2;}if (!QueueEmpty(&obj->q1)){noempty = &obj->q1;}while (QueueSize(noempty) > 1){int x = QueueFront(noempty);QueuePop(noempty);QueuePush(empty, x);}int res = QueueFront(noempty);QueuePop(noempty);return res;
}int myStackTop(MyStack* obj) {if (!QueueEmpty(&(obj->q1))){return QueueBack(&(obj->q1));}else{return QueueBack(&(obj->q2));}
}bool myStackEmpty(MyStack* obj) {if (QueueEmpty(&(obj->q2)) && QueueEmpty(&(obj->q1))){return true;}else{return false;}}
void myStackFree(MyStack * obj) {QueueDestroy(&(obj->q2));QueueDestroy(&(obj->q1));free(obj);obj = NULL;
}3. 用栈实现队列
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思路分析：
s1用来入数据s2用来出数据，出队时如果s2空先把s1数据进来在出栈反之直接对s2进行出栈操作
注意在获取队头数据我们如果s2为空先把s1倒进来此时s2的栈顶数据就是队头数据，反之直接取s2的栈顶数据就可以了。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <assert.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
// 支持动态增长的栈
typedef char STDataType;
typedef struct Stack
{STDataType* _a;int top; // 栈顶int capacity; // 容量
}Stack;
// 初始化栈
void StackInit(Stack* ps)
{assert(ps);ps->capacity = 0;ps->top = 0;ps->_a = NULL;
}
// 入栈
void StackPush(Stack* ps, STDataType data)
{assert(ps);if (ps->top == ps->capacity){int newcapccity = ps->capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->capacity;STDataType* ans = (STDataType*)realloc(ps->_a, newcapccity * sizeof(STDataType));if (ans == NULL){perror("realloc");return;}ps->capacity = newcapccity;ps->_a = ans;}ps->_a[(ps->top)++] = data;
}
// 出栈
void StackPop(Stack* ps)
{assert(ps && ps->top);ps->top--;
}
// 获取栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* ps)
{assert(ps && ps->top);return ps->_a[ps->top - 1];}
// 获取栈中有效元素个数
int StackSize(Stack* ps)
{assert(ps);return ps->top;
}
// 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0
int StackEmpty(Stack* ps)
{assert(ps);return ps->top == 0;
}
// 销毁栈
void StackDestroy(Stack* ps)
{assert(ps);free(ps->_a);ps->_a = NULL;ps->top = 0;ps->capacity = 0;
}
typedef struct {Stack s1;Stack s2;
} MyQueue;MyQueue* myQueueCreate() {MyQueue *q = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));StackInit(&q->s1);StackInit(&q->s2);return q;
}void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {//s1来入队列s2出队列StackPush(&obj->s1, x);
}int myQueuePop(MyQueue* obj) {if (StackEmpty(&obj->s2)){while (StackSize(&obj->s1)){int x = StackTop(&obj->s1);StackPop(&obj->s1);StackPush(&obj->s2, x);}}int res = StackTop(&obj->s2);StackPop(&obj->s2);return res;
}int myQueuePeek(MyQueue* obj) {if (StackEmpty(&obj->s2)){while (StackSize(&obj->s1)){int x = StackTop(&obj->s1);StackPop(&obj->s1);StackPush(&obj->s2, x);}}int x = StackTop(&obj->s2);return x;
}bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {if (StackEmpty(&obj->s1) && StackEmpty(&obj->s2)){return true;}else{return false;}
}void myQueueFree(MyQueue* obj) {StackDestroy(&obj->s1);StackDestroy(&obj->s2);free(obj);obj = NULL;
}4. 设计循环队列
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思路分析：
如上所示k是有效数据此时队列满时的两种情况我们可以推出判满的公式就是
(tail+1)%(k+1);
如果tail与head重和队列为空
下面就是我们在进行进队和出队操作时我们要考虑到head和tail会越界因此我们在head与tail加加之后模上（k+1）就不会越界了。
还有就是我们获取队尾元素时按道理是返回下标是tail-1的元素就可以了但如果tail是0呢？如下图这种情况
这时候我们要对下标进行操作((tail-1)+(k+1))%(k+1)就可以了。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdbool.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct {int k;//表示有效数据int head;int tail;int* ans;
} MyCircularQueue;bool myCircularQueueIsEmpty(MyCircularQueue* obj) {return obj->head == obj->tail;
}
bool myCircularQueueIsFull(MyCircularQueue* obj) {return (obj->tail + 1) % (obj->k + 1) == obj->head;
}
MyCircularQueue* myCircularQueueCreate(int k) {//多开一个MyCircularQueue* q = (MyCircularQueue*)malloc(sizeof(MyCircularQueue));if (q == NULL){perror("malloc ");return NULL;}q->k = k;q->ans = (int*)malloc(sizeof(int) * (k + 1));q->head = q->tail = 0;return q;
}bool myCircularQueueEnQueue(MyCircularQueue* obj, int value) {if (myCircularQueueIsFull(obj)){return false;}else{obj->ans[obj->tail++] = value;obj->tail %= (obj->k + 1);return true;}
}bool myCircularQueueDeQueue(MyCircularQueue* obj) {if (myCircularQueueIsEmpty(obj)){return false;}else{obj->head++;obj->head %= (obj->k + 1);return true;}
}int myCircularQueueFront(MyCircularQueue* obj) {if (myCircularQueueIsEmpty(obj)){return -1;}else{return obj->ans[obj->head];}
}int myCircularQueueRear(MyCircularQueue* obj) {if (myCircularQueueIsEmpty(obj)){return -1;}else{return obj->ans[((obj->tail-1)+(obj->k+1))%(obj->k+1)];}
}void myCircularQueueFree(MyCircularQueue* obj) {free(obj->ans);obj->ans = NULL;free(obj);obj = NULL;
}
