剑指offer之用两个栈实现队列(C++/Java双重实现)

1.问题描述

用两个栈实现一个队列。队列的声明如下，请实现它的两个函数 appendTail 和 deleteHead ，分别完成在队列尾部插入整数和在队列头部删除整数的功能。(若队列中没有元素，deleteHead 操作返回 -1 )
示例 1：
输入：
[“CQueue”,“appendTail”,“deleteHead”,“deleteHead”]
[[],[3],[],[]]
输出：[null,null,3,-1]
示例 2：
输入：
[“CQueue”,“deleteHead”,“appendTail”,“appendTail”,“deleteHead”,“deleteHead”]
[[],[],[5],[2],[],[]]
输出：[null,-1,null,null,5,2]
提示：
1 <= values <= 10000
最多会对 appendTail、deleteHead 进行 10000 次调用.

2.问题分析

我们引入两个栈如下

根据栈先进后出的特性，我们每次往第一个栈里插入元素后，第一个栈的底部元素是最后插入的元素，第一个栈的顶部元素是下一个待删除的元素。为了维护队列先进先出的特性，我们引入第二个栈，用第二个栈维护待删除的元素，在执行删除操作的时候我们首先看下第二个栈是否为空。如果为空，我们将第一个栈里的元素一个个弹出插入到第二个栈里，这样第二个栈里元素的顺序就是待删除的元素的顺序，要执行删除操作的时候我们直接弹出第二个栈的元素返回即可。

3.代码实现

3.1C++代码

class CQueue {
    stack<int> stack1,stack2;
public:
    CQueue() {
     
    }
    void appendTail(int value) {
        stack1.push(value);//在栈顶增加元素
    }
    
    int deleteHead() {
        // 如果第二个栈为空
        if (stack2.empty()) {
            while (!stack1.empty()) {
                stack2.push(stack1.top());//top()返回栈顶元素
                stack1.pop();//pop()移除栈顶元素
            }
        } 
        if (stack2.empty()) {
            return -1;
        } else {
            int deleteItem = stack2.top();
            stack2.pop();
            return deleteItem;
        }
    }
};

3.2Java代码实现

class CQueue {
    LinkedList<Integer> stack1;
    LinkedList<Integer> stack2;
    
    public CQueue() {
        stack1 = new LinkedList<Integer>();
        stack2 = new LinkedList<Integer>();
    }
    
    public void appendTail(int value) {
        stack1.push(value);
    }
    
    public int deleteHead() {
        // 如果第二个栈为空
        if (stack2.isEmpty()) {
            while (!stack1.isEmpty()) {
                stack2.push(stack1.pop());
            }
        } 
        if (stack2.isEmpty()) {
            return -1;
        } else {
            int deleteItem = stack2.pop();
            return deleteItem;
        }
    }
}