李明徽的算法|剑指Offer(面试题9-1)——用两个栈实现队列

剑指Offer(面试题9-1) 题目 请用栈实现一个队列,支持如下四种操作:

  • push(x) – 将元素x插到队尾;
  • pop() – 将队首的元素弹出,并返回该元素;
  • peek() – 返回队首元素;
  • empty() – 返回队列是否为空;
注意:
  • 你只能使用栈的标准操作:push to toppeek/pop from top, sizeis empty
  • 如果你选择的编程语言没有栈的标准库,你可以使用list或者deque等模拟栈的操作;
  • 输入数据保证合法,例如,在队列为空时,不会进行pop或者peek等操作;
样例
MyQueue queue = new MyQueue(); queue.push(1); queue.push(2); queue.peek(); // returns 1 queue.pop(); // returns 1 queue.empty(); // returns false

思路 ? 在做这道题之前,我们应该先搞清楚栈和队列的特点:栈是一种后入先出的数据结构,而队列是一种先入先出的数据结构
? 我们可以通过两个栈来实现一个队列,st1作为接收入队元素的栈,st2作为控制出队元素的栈,当我们要入队时,就将入队元素压入st1中,这时我们发现,如果需要出队,根据队列先入先出的特性,st1的栈底元素需要最先被弹出,这时就要用到第二个栈st2了,我们将st1中所有的元素全部出栈,并依次压入st2,可以发现,因为栈是后入先出的数据结构,st1的栈顶元素会被压入st2的栈底, 而我们要得到的最先入队的元素,也就是原st1的栈底元素,此时在st2的栈顶,我们直接对st2进行出栈操作,就可以得到需要出队的元素了
【李明徽的算法|剑指Offer(面试题9-1)——用两个栈实现队列】? 这里我们需要注意,每次出栈时,我们应该先检测st2中是否还有值,如果有值我们就不需要将st1的元素压入st2中,直接从st2出栈即可,下面是代码,这里我是用 Java 中自带的栈,使用数组模拟栈也是完全可以的
代码
class MyQueue {private Stack st1; private Stack st2; /** Initialize your data structure here. */ public MyQueue() { st1 = new Stack(); st2 = new Stack(); }/** Push element x to the back of queue. */ public void push(int x) { st1.push(x); }/** Removes the element from in front of queue and returns that element. */ public int pop() { if (st2.empty()) { while (!st1.empty()) st2.push(st1.pop()); } return st2.pop(); }/** Get the front element. */ public int peek() { if (st2.empty()) while (!st1.empty()) st2.push(st1.pop()); return st2.peek(); }/** Returns whether the queue is empty. */ public boolean empty() { if (st1.empty() && st2.empty()) return true; return false; } }/** * Your MyQueue object will be instantiated and called as such: * MyQueue obj = new MyQueue(); * obj.push(x); * int param_2 = obj.pop(); * int param_3 = obj.peek(); * boolean param_4 = obj.empty(); */

    推荐阅读