【剑指offer09】用两个栈实现队列

题目描述（2021-3-4）

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:

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

解题思路

因为栈有先进后出的特性，定义两个栈，第一个栈支持插入操作；

为了维护队列先进先出的特性，第二个栈支持删除操作；在进行删除操作时，先判断第二个栈是否为空。若为空，将第一个栈的元素一个个弹出插入到第二个栈里，然后第二个栈执行删除操作就行。

参考代码

class CQueue {
    
    
	//定义两个栈
    Stack<Integer> s1 = null;
    Stack<Integer> s2 = null;

    public CQueue() {
    
    
    s1 = new Stack<>();
    s2 = new Stack<>();
    }
    
    public void appendTail(int value) {
    
    
    	//添加
        s1.push(value);

    }
    
    public int deleteHead() {
    
    
        //如果第二个栈为空
        if(s2.isEmpty()){
    
    
        	//将第一个栈存放到第二个中
            while(!s1.isEmpty()){
    
    
                s2.push(s1.pop());
            }
        }
        if(s2.isEmpty()){
    
    
            return -1;
        }else{
    
    
            int deleteElement = s2.pop();
            return deleteElement;
        }
    }
}

运行结果

执行用时：62 ms, 在所有 Java 提交中击败了37.63%的用户

内存消耗：46.2 MB, 在所有 Java 提交中击败了97.69%的用户

时间复杂度：对于插入和删除操作，时间复杂度均为O(1)。插入不多说，对于删除操作，虽然看起来是 O(n) 的时间复杂度，但是仔细考虑下每个元素只会「至多被插入和弹出 stack2 一次」，因此均摊下来每个元素被删除的时间复杂度仍为 O(1)。

空间复杂度：O(n)。需要使用两个栈存储已有的元素