Leetcode 225 Implement Stack using Queues 使用队列实现栈

原题地址

https://leetcode.com/problems/implement-stack-using-queues/

题目描述

Implement the following operations of a stack using queues.
使用队列来实现一个栈，主要包含以下方法：

• push(x) – Push element x onto stack. 入栈
• pop() – Removes the element on top of the stack. 出栈
• top() – Get the top element. 获取栈顶元素
• empty() – Return whether the stack is empty. 返回栈是否为空

Notes:
注意：

You must use only standard operations of a queue – which means only push to back, peek/pop from front, size, and is empty operations are valid.
只能使用队列的标准操作，即：push 在队尾插入，peek/pop 从队首弹出，size 获取队列大小，empty 是否为空。

You may assume that all operations are valid (for example, no pop or top operations will be called on an empty stack).
假设所有操作都是合法的（例如，不会在栈为空时调用pop和top方法）。

解题思路

使用两个队列来模拟一个栈。假设有两个栈A和B，至少保持其中一个为空。

1. 入栈 push()

当我们插入一个元素x时，将x放入其中为空的队列中，然后把另一个队列中的所有元素按顺序放入这个队列中。如下：

演示 1,2,3,4入栈

(1) push(1)
   --------------       --------------
A:  1                B:               
   --------------       --------------
(2) push(2)
   --------------       --------------
A:                   B:  2,1           
   --------------       --------------
(3) push(3)
   --------------       --------------
A:  3,2,1             B:                
   --------------       --------------
(4) push(4)
   --------------       --------------
A:                   B:  4,3,2,1               
   --------------       --------------

2. 获取栈顶元素 top() / 出栈 pop()

获取栈顶元素和出栈操作比较简单，由于两个队列中有一个为空，我们只需要从不为空的那个队列中取出或弹出队首的元素即可。

(5) top() ---> return 4
   --------------       --------------
A:                   B:  4,3,2,1               
   --------------       --------------
(5) pop()
   --------------       --------------
A:                   B:  3,2,1               
   --------------       --------------

3. 是否为空 empty()
当两个队列同时为空时，说明栈为空。

代码

代码真的非常简单

class Stack {
public:
    // Push element x onto stack.
    void push(int x) {
        if (a.empty()) {
            a.push(x);
            while (!b.empty()) {
                a.push(b.front());
                b.pop();
            }
        } else {
            b.push(x);
            while (!a.empty()) {
                b.push(a.front());
                a.pop();
            }
        }
    }

    // Removes the element on top of the stack.
    void pop() {
        if (a.empty()) b.pop();
        else a.pop();
    }

    // Get the top element.
    int top() {
        return a.empty() ? b.front() : a.front();
    }

    // Return whether the stack is empty.
    bool empty() {
        return a.empty() && b.empty();
    }
private:
    // 两个队列模拟一个栈
    queue<int> a;
    queue<int> b;
};

int main() {
    cout << "add [1-100] to stack." << endl;
    Stack s;
    for (int i = 1; i < 101; ++i) s.push(i);
    while (!s.empty()) {
        cout << s.top() << "->";
        s.pop();
    }
    return 0;
}

完整代码 https://github.com/Orange1991/leetcode/blob/master/225/cpp/main.cpp

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2015/8/28