面试题:使用两个栈来实现一个队列,完成队列的Push和Pop操作

栈的特性:先进后出
这里写图片描述
队列的特性:先进先出
这里写图片描述
解析:使用两个栈来实现一个队列,其实就是组合两个栈,来实现队列,栈是先进后出,队列是先进先出,可使用以下操作使用栈来实现队列:

一、入队列:

把需要存放的元素插入到栈1中
这里写图片描述
代码:

void push(const T&data){
        stack1.push(data);
    }

二、出队列:

把栈1中的元素依次插入到栈2中
这里写图片描述
ps:此时栈顶元素就是需要出队列的元素
代码:

void Pop()
    {
        //如果两个栈都是空栈,此时说明队列是空的
        if (stack1.empty() && stack2.empty())
            cout << "this queue is empty" << endl;
        //如果栈2中有元素,那出队列就出栈2中的
        if (!stack2.empty()){
            stack2.pop();
        }
        //此时表明栈2已是空栈,再要出队列的话,那就需要把栈1中的所有元
        //素入栈到栈2中,注意一定要是栈1中的所有元素都入栈到栈2中
        else{
            while (stack1.size() > 0){
                stack2.push(stack1.top());
                stack1.pop();
            }
            stack2.pop();
        }
    }

有返回值的Pop函数(此返回值为队头元素):

T&Pop()
    {
        T head;
        //如果两个栈都是空栈,此时说明队列是空的
        if (stack1.empty() && stack2.empty())
            cout << "this queue is empty" << endl;
        //如果栈2中有元素,那出队列就出栈2中的
        if (!stack2.empty()){
            head = stack2.top();
            stack2.pop();
        }
        //此时表明栈2已是空栈,再要出队列的话,那就需要把栈1中的所有元
        //素入栈到栈2中,注意一定要是栈1中的所有元素都入栈到栈2中
        else{
            while (stack1.size() > 0){
                stack2.push(stack1.top());
                stack1.pop();
            }
            head = stack2.top();
            stack2.pop();
        }
        return head;
    }

三、获取队头元素

队列的队头位于栈2的栈顶
只要栈2不空,那就返回栈2的栈顶元素
如果栈2为空,那就把栈1中的所有元素全部压入栈2中,再取栈顶

T&Front()//获取队头元素,此时队头位于栈2的栈顶
    {
        assert(!stack1.empty() || !stack2.empty());
        if (stack2.empty()){
            while (!stack1.empty()){
                stack2.push(stack1.top());
                stack1.pop();
            }
        }
        return stack2.top();
    }

源代码

#include<iostream>
#include<stack>
#include<assert.h>
using namespace std;
template<class T>
class Queue
{
public:
    //入队列
    void push(const T&data){
        stack1.push(data);
    }
    //出队列
    void Pop()
    {
        //如果两个栈都是空栈,此时说明队列是空的
        if (stack1.empty() && stack2.empty())
            cout << "this queue is empty" << endl;
        //如果栈2中有元素,那出队列就出栈2中的
        if (!stack2.empty()){
            stack2.pop();
        }
        //此时表明栈2已是空栈,再要出队列的话,那就需要把栈1中的所有元
        //素入栈到栈2中,注意一定要是栈1中的所有元素都入栈到栈2中
        else{
            while (stack1.size() > 0){
                stack2.push(stack1.top());
                stack1.pop();
            }
            stack2.pop();
        }
    }
    T&Front()//获取队头元素,此时队头位于栈2的栈顶
    {
        assert(!stack1.empty() || !stack2.empty());
        if (stack2.empty()){
            while (!stack1.empty()){
                stack2.push(stack1.top());
                stack1.pop();
            }
        }
        return stack2.top();
    }
private:
    stack<T> stack1;
    stack<T> stack2;
};
void TestQueue()
{
    Queue<int> q;
    q.push(1);
    q.push(2);
    q.push(3);
    q.push(4);
    q.push(5);
    cout << "队头为:>   "<<q.Front() << endl;
    q.Pop();
    q.Pop();
    q.Pop();
    cout << "队头为:>   " << q.Front() << endl;
    q.push(6);
    q.push(7);
    q.push(8);
    q.push(9);
    q.Pop();
    q.Pop();
    q.Pop();
    cout << "队头为:>   " << q.Front() << endl;
}
int main()
{
    TestQueue();
    system("pause");
    return 0;
}

运行结果:
这里写图片描述

Pop函数中返回队头元素时的源代码

#include<iostream>
#include<stack>
#include<assert.h>
using namespace std;
template<class T>
class Queue
{
public:
    //入队列
    void push(const T&data){
        stack1.push(data);
    }
    //出队列
    T&Pop()
    {
        T head;
        //如果两个栈都是空栈,此时说明队列是空的
        if (stack1.empty() && stack2.empty())
            cout << "this queue is empty" << endl;
        //如果栈2中有元素,那出队列就出栈2中的
        if (!stack2.empty()){
            head = stack2.top();
            stack2.pop();
        }
        //此时表明栈2已是空栈,再要出队列的话,那就需要把栈1中的所有元
        //素入栈到栈2中,注意一定要是栈1中的所有元素都入栈到栈2中
        else{
            while (stack1.size() > 0){
                stack2.push(stack1.top());
                stack1.pop();
            }
            head = stack2.top();
            stack2.pop();
        }
        return head;
    }
    T&Front()//获取队头元素,此时队头位于栈2的栈顶
    {
        assert(!stack1.empty() || !stack2.empty());
        if (stack2.empty()){
            while (!stack1.empty()){
                stack2.push(stack1.top());
                stack1.pop();
            }
        }
        return stack2.top();
    }
private:
    stack<T> stack1;
    stack<T> stack2;
};
void TestQueue()
{
    Queue<int> q;
    q.push(1);
    q.push(2);
    q.push(3);
    q.push(4);
    q.push(5);
    cout <<"队头为:>  "<< q.Pop() << endl;
    cout << "队头为:>  " << q.Pop() << endl;
}
int main()
{
    TestQueue();
    system("pause");
    return 0;
}

这里写图片描述
ps:是先返回队头,然后在Pop的,所以第一次输出队头为1,第二次输出队头为2

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