【刷题 issue2】程序员代码面试指南 —— IT 名企算法与数据结构题目最优解

第一章 栈和队列

1.2 由两个栈组成的队列

【题目】

编写一个类，用两个栈实现队列，支持队列的基本操作（add、poll、peek）

【难度】

尉 ★★☆☆

【题解】

队列的特点是先进先出，而栈的特点是先进后出。借助两个栈把顺序颠倒过来即可实现队列的操作。其中一个栈作为压入栈，在压入数据时只往这个栈中压入，记为 stackPush；另一个栈只作为弹出栈，在弹出数据时只从这个栈弹出，记为stackPop。在栈中，顺序是先进后出的，只要把 stackPush 的数据依次弹出再压入 stackPop，对于整体而言，顺序就变为先进先出了，就像队列一样。但是必须满足以下两点：

1. 如果 stackPush 要往 stackPop 中压入数据，那么必须一次性把 stackPush 中的数据全部压入 stackPop 中；
2. 如果 stackPop 不为空，那么 stackPush 绝对不能向 stackPop 中压入数据。

如果违反了以上两点任意一点都会发生错误。

【实现】

• MyQueue.java

public interface MyQueue {

    /**
     * 入队
     *
     * @param pushNum 新数据插入队尾
     * @throws Exception
     */
    void push(int pushNum) throws Exception;

    /**
     * 出队
     *
     * @return 队首元素出队
     * @throws Exception
     */
    int pop() throws Exception;

    /**
     * 获取队首元素
     *
     * @return 返回队首元素
     * @throws Exception
     */
    int peek() throws Exception;

}

• AbstractMyQueue.java

import java.util.Stack;

public abstract class AbstractMyQueue implements MyQueue {

    protected Stack<Integer> stackPush;
    protected Stack<Integer> stackPop;

    protected AbstractMyQueue() {
        stackPush = new Stack<>();
        stackPop = new Stack<>();
    }

}

• MyQueue1.java

public class MyQueue1 extends AbstractMyQueue {

    public MyQueue1() {}

    @Override
    public void push(int pushNum) throws Exception {
        this.stackPush.push(pushNum);
    }

    @Override
    public int pop() throws Exception {
        if (this.stackPush.empty() && this.stackPop.empty()) {
            throw new RuntimeException("队列为空");
        }
        while (!this.stackPush.empty()) {
            this.stackPop.push(this.stackPush.pop());
        }
        return this.stackPop.pop();
    }

    @Override
    public int peek() throws Exception {
        if (this.stackPush.empty() && this.stackPop.empty()) {
            throw new RuntimeException("队列为空");
        }
        while (!this.stackPush.empty()) {
            this.stackPop.push(this.stackPush.pop());
        }
        return this.stackPop.peek();
    }

}

• MyQueueTest.java

public class MyQueueTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MyQueue queue = new MyQueue1();
        test(queue1);
    }

    private static void test(MyQueue queue) throws Exception {
        if (queue == null) {
            throw new RuntimeException("参数不合法！");
        }
        int popNum = -1;
        queue.push(1);
        queue.push(2);
        queue.push(3);
        queue.push(4);
        popNum = queue.pop();
        queue.push(5);
        popNum = queue.pop();
        queue.push(6);
        popNum = queue.pop();
        queue.push(7);
        popNum = queue.pop();
        queue.push(8);
        popNum = queue.pop();
        queue.push(9);
    }

}