用栈实现队列(简单难度)

题目概述(简单难度)

请你仅使用两个栈实现先入先出队列。队列应当支持一般队列支持的所有操作(push、pop、peek、empty):

实现 MyQueue 类:

  • void push(int x) 将元素 x 推到队列的末尾
  • int pop() 从队列的开头移除并返回元素
  • int peek() 返回队列开头的元素
  • boolean empty() 如果队列为空,返回 true ;否则,返回 false

说明:

  • 你只能使用标准的栈操作 —— 也就是只有 push to top, peek/pop from top, size, 和 is empty 操作是合法的。
  • 你所使用的语言也许不支持栈。你可以使用 list 或者 deque(双端队列)来模拟一个栈,只要是标准的栈操作即可。

进阶:

  • 你能否实现每个操作均摊时间复杂度为 O(1) 的队列?换句话说,执行 n 个操作的总时间复杂度为 O(n),即使其中一个操作可能花费较长时间。

示例:

输入:
["MyQueue", "push", "push", "peek", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出:
[null, null, null, 1, 1, false]

解释:
MyQueue myQueue = new MyQueue();
myQueue.push(1); // queue is: [1]
myQueue.push(2); // queue is: [1, 2] (leftmost is front of the queue)
myQueue.peek(); // return 1
myQueue.pop(); // return 1, queue is [2]
myQueue.empty(); // return false

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思路与代码

思路展现

很显然用一个栈是实现不了队列的,原因是假设我们现在有一组元素:12,23,34,45,56.现在假设只有一个栈实现队列,那么当12,23,34这三个元素入栈(入栈操作等价于入队)后,如果要是实现出队的功能的话,就需要我们将12这个元素先出队,但是我们是拿一个栈来实现队列的,相当于12是先入栈最后出栈的,所以出队的时候也是最后一个出的,不满足队列先入先出的规范,所以必须使用两个栈来实现队列.
那么来看我们的实现:
1:首先是定义两个栈stack1和stack2:
在这里插入图片描述
然后将12,23,34分别入到stack1当中去.
2:此时如果想要将12,23,34分别进行出队操作,那么底层实现的时候就将stack1中的这三个元素进行出栈操作,出栈后按照出栈顺序入到stack2中,如下图所示:
在这里插入图片描述
此时我们将12进行出栈操作,12第一个入栈,第一个出栈,符合队列先进先出的原理,此时紧接着23和34接着出栈即可.
后续当45,56这两个元素想要入队的时候,还是先入stack1这个栈,然后出栈的时候的操作依然是将stack1中的元素进行出栈,然后挨个入到stack2这个栈中,入了之后,再将stack2中的元素从上到下挨个弹出即可.
所以我们总结出stack1这个栈是专门执行入队操作的,stack2这个栈是专门执行出队操作的.
总结:
1:执行入队操作的时候,直接将所有元素入到stack1中去接口
2:执行出队操作的时候,首先判断stack2是否为空,如果不为空,将stack1中所有的元素全部导入到stack2当中去,然后将stack2的栈顶元素挨个出栈即可
如果stack2不为空,那么就先将stack2中的元素全部挨个出栈即可.后续还想出栈就将stack1中剩下的元素入stack2中,然后挨个弹出即可.

代码示例

class MyQueue {
    
    

    private Stack<Integer> stack1 = new Stack<>();
    private Stack<Integer> stack2 = new Stack<>();

    public MyQueue() {
    
    

    }
    
    /**
    将元素 x 推到队列的末尾
     */
    public void push(int x) {
    
    
        stack1.push(x);
    }
    
    /**
    从队列的开头移除并返回元素
    */
    public int pop() {
    
    
        //如果栈1和栈2都为空,说明没有要删除的元素,返回-1
        if(empty()) {
    
    
            return -1;
        }
        if(stack2.isEmpty()) {
    
    
        //1:将stack1中的元素出栈,全部入到stack2中去.
        while(!stack1.isEmpty()) {
    
    
            stack2.push(stack1.pop());
           }
        }

        //如果有,让stack2中的元素出栈,并返回即可.
       return stack2.pop();
    }
    
    /**
    返回队列开头的元素
    */
    public int peek() {
    
    
        //如果栈1和栈2都为空,说明没有要删除的元素,返回-1
        if(empty()) {
    
    
            return -1;
        }
        if(stack2.isEmpty()) {
    
    
        //1:将stack1中的元素出栈,全部入到stack2中去.
        while(!stack1.isEmpty()) {
    
    
            stack2.push(stack1.pop());
           }
        }

        //如果有,让stack2中的元素出栈,并返回即可.
       return stack2.peek();
    }
    
    /**
    如果队列为空,返回 true ;否则,返回 false
     */
    public boolean empty() {
    
    
       return stack1.isEmpty() && stack2.isEmpty();
    }
}

总结

考察对于队列的掌握

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