2024.3.4每日一题

LeetCode

用栈实现队列

题目链接：232. 用栈实现队列 - 力扣（LeetCode）

题目描述

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。

示例 1：

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

提示：

• 1 <= x <= 9
• 最多调用 100 次 push、pop、peek 和 empty
• 假设所有操作都是有效的 （例如，一个空的队列不会调用 pop 或者 peek 操作）

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。

思路

栈：后进先出，元素从顶端入栈，从顶端出栈

队列：先进先出，元素从后端入列，从前端出列

定义两个栈来模拟队列的特性，一个栈为入队栈，一个栈为出队栈。

当出队栈存在内容时，出队栈的栈顶，即为第一个出队的元素。

若出队栈无元素，我们的需求又是出队的话，我们就需要将入队栈的内容反序导入出队栈，然后弹出栈顶即可。

注意：根据栈的的特性，我们仅能使用 pushpushpus**h 和 poppoppop 操作。

代码

C++

class MyQueue {
private:
    stack<int> inStack, outStack; // 定义入队栈，出队栈

    void in2out(){ // 入队栈的内容反序导入出队栈
        while(!inStack.empty()){
            outStack.push(inStack.top());
            inStack.pop();
        }
    }

public:
    MyQueue() {

    }
    
    void push(int x) {
        inStack.push(x);
    }
    
    int pop() {
        if(outStack.empty()){
            in2out();
        }
        int x = outStack.top();
        outStack.pop();
        return x;
    }
    
    int peek() {
        if(outStack.empty()){
            in2out();
        }
        return outStack.top();
    }
    
    bool empty() {
        return inStack.empty() && outStack.empty();
    }
};

Java

class MyQueue {
    Deque<Integer> inStack;
    Deque<Integer> outStack;

    private void in2out(){
        while(!inStack.isEmpty()){
            outStack.push(inStack.pop());
        }
    }

    public MyQueue() {
        inStack = new LinkedList<Integer>();
        outStack = new LinkedList<Integer>();
    }
    
    public void push(int x) {
        inStack.push(x);
    }
    
    public int pop() {
        if(outStack.isEmpty()){
            in2out();
        }
        return outStack.pop();
    }
    
    public int peek() {
        if(outStack.isEmpty()){
            in2out();
        }
        return outStack.peek();
    }
    
    public boolean empty() {
        return inStack.isEmpty() && outStack.isEmpty();
    }
}