面试算法--使用两个栈实现队列与使用两个队列实现栈

题目一：使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deletedHead,分别完成在队列尾部插入节点和在队列头部删除节点的功能。

我们通过一个具体的例子来分析该队列插入和删除元素的过程。首先插入一个元素a，不妨先把它插入到stack1，此时stack1 中的元素有｛a}，stack2为空。再压入两个元素b和c,还是插入到stack1中，此时stack1中的元素有｛a,b,c}，其中c位于栈顶，而stack2仍然为空。

这个时候，我们试着删除从队列中删除一个元素。按照队列先入先出的规则，由于a比b、c先插入到队列中，最先被删除的元素应该是a。元素a存储在stack1中，但并不在占顶上，因此不能直接被删除。注意到stack2我们还一直没有使用过，现在是让stack2发挥作用的时候了。如果我们把stack1中的元素逐个弹出并压入stack2，元素在stack2中的顺序正好和原来的stack1中的顺序相反。因此经过3次弹出stack1和压入stack2操作之后，stack1为空，而stack2中的元素是｛c,b,a}，这个时候就可以弹出stack2的栈顶a了。此时的stack1为空，而stack2的元素为{c,b}，其中在栈顶，代码如下：

import java.util.Stack;

/**
 * 用两个栈实现一个队列，完成两个函数appendTail和deletedHead, 分别是在队列尾部插入节点 和在队列头部删除节点的功能
 */
public class WDQueueWithTwoStacks {

    private Stack stack1 = new Stack();
    private Stack stack2 = new Stack();

    public void appendTail(String s) {
        stack1.push(s);
    }

    public String deletedHead() throws Exception {
        if (stack2.isEmpty()) {
            while (!stack1.isEmpty()) {
                stack2.push(stack1.pop());
            }
        }
        if (stack2.isEmpty()) {
            throw new Exception("队列为空，不能删除");
        }
        return stack2.pop();
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        WDQueueWithTwoStacks test = new WDQueueWithTwoStacks();
        test.appendTail("1");
        test.appendTail("2");
        test.deletedHead();
    }
}

题目二：使用两个队列实现栈

通过一系列的栈的压入和弹出操作来分析用队列模拟一个栈的过程，如图所示，我们先往栈内压入一个元素a。由于两个队列现在都是空，我们可以选择把a插入两个队列中的任一个。我们不妨把a插入queue1。接下来继续网栈内压入b,c两个元素。我们把它们都插入queue1。这个时候 queue1包含3个元素a,b,c其中a位于队列的头部，c位于队列的尾部。

现在我们考虑从栈内弹出一个元素。根据栈的后入先出的原则，最后被压入栈的c应该最先被弹出。由于c位于queue1的尾部，而我们每次只能从队列的头部删除元素，因此我们可以从queueu中依次删除a/b/c并插入到queue2中，再从queue1中删除c。这就相当于从栈中弹出元素c了。我们可以用同样的方法从栈内弹出元素b。

接下来我们考虑从栈内压入一个元素d.此时queue1已经有了一个元素，我们就把d插入到queue1的尾部。如果我们再从栈内弹出一个元素，此时被弹出的应该是最后被压入的d.由于d位于queue1的尾部，我们只能先从头部删除 queue1的元素并插入到queue2，直到queue1中遇到d再直接把它删除。代码如下：

import java.util.LinkedList;

/**
 * 用两个队列实现栈
 */
public class WDStacksWithTwoQueue {

    private LinkedList queue1 = new LinkedList();
    private LinkedList queue2 = new LinkedList();

    public String pop() {
        String re = null;
        if (queue1.size() == 0 && queue2.size() == 0) {
            return null;
        }
        if (queue2.size() == 0) {
            while (queue1.size() > 0) {
                re = queue1.removeFirst();
                if (queue1.size() != 0) {
                    queue2.addLast(re);
                }
            }
        } else if (queue1.size() == 0) {
            while (queue2.size() > 0) {
                re = queue2.removeFirst();
                if (queue2.size() != 0) {
                    queue1.addLast(re);
                }
            }
        }
        return re;
    }

    public String push(String str) {
        if (queue1.size() == 0 && queue2.size() == 0) {
            queue1.addLast(str);
        }
        if (queue1.size() != 0) {
            queue1.addLast(str);
        } else if (queue2.size() != 0) {
            queue2.addLast(str);
        }
        return str;
    }

    public static void main(String[] args) {
        WDStacksWithTwoQueue stack = new WDStacksWithTwoQueue();
        String tmp;
        stack.push("1");
        stack.push("2");
        stack.push("3");
        tmp = stack.pop();
        System.out.println(tmp);//3  
        stack.push("4");
        tmp = stack.pop();
        System.out.println(tmp);//4  
        tmp = stack.pop();
        System.out.println(tmp);//2  
        stack.push("5");
        stack.push("6");
        tmp = stack.pop();
        System.out.println(tmp);//6  
        tmp = stack.pop();
        System.out.println(tmp);//5  
        tmp = stack.pop();
        System.out.println(tmp);//1  
    }
}