【Leetcode】232. 用栈实现队列

QUESTION

easy

题目描述

使用栈实现队列的下列操作：

• push(x) – 将一个元素放入队列的尾部。
• pop() – 从队列首部移除元素。
• peek() – 返回队列首部的元素。
• empty() – 返回队列是否为空。

示例:

MyQueue queue = new MyQueue();

queue.push(1);
queue.push(2);  
queue.peek();  // 返回 1
queue.pop();   // 返回 1
queue.empty(); // 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。
• 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）。

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SOLUTION

这个和 225 反过来，记住题目要求了你用栈来实现，所以不要用别的数据结构了。

方法一

push 快，pop 慢，peek 慢

class MyQueue {
public:
    /** Initialize your data structure here. */
    MyQueue() {}

    /** Push element x to the back of queue. */
    void push(int x) {
        s.push(x);
    }

    /** Removes the element from in front of queue and returns that element. */
    int pop() {
        stack<int> tmp;
        int size = s.size() - 1;
        for(int i = 0; i < size; i++){
            tmp.push(s.top());
            s.pop();
        }
        int res = s.top();
        s.pop();
        for(int i = 0; i < size; i++){
            s.push(tmp.top());
            tmp.pop();
        }
        return res;
    }

    /** Get the front element. */
    int peek() {
        stack<int> tmp;
        int size = s.size() - 1;
        for(int i = 0; i < size; i++){
            tmp.push(s.top());
            s.pop();
        }
        int res = s.top();
        for(int i = 0; i < size; i++){
            s.push(tmp.top());
            tmp.pop();
        }
        return res;
    }

    /** Returns whether the queue is empty. */
    bool empty() {
        return s.empty();
    }
private:
    stack<int> s;
};

方法二

我们可以在方法一的基础上，用一个变量保存栈底的元素用于加快 peek 操作，这个代码是基于题目给出的 “一个空的队列不会调用 pop 或者 peek 操作”，故没有做任何判断。

push 快， pop 慢，peek 快

class MyQueue {
public:
    /** Initialize your data structure here. */
    MyQueue() {}

    /** Push element x to the back of queue. */
    void push(int x) {
        if(s.empty()) bottom = x;
        s.push(x);
    }

    /** Removes the element from in front of queue and returns that element. */
    int pop() {
        stack<int> tmp;
        int size = s.size() - 1;
        for(int i = 0; i < size; i++){
            tmp.push(s.top());
            s.pop();
        }
        int res = s.top();
        s.pop();
        if(!tmp.empty()) bottom = tmp.top(); //注意这里是有修改bottom的
        for(int i = 0; i < size; i++){
            s.push(tmp.top());
            tmp.pop();
        }
        return res;
    }

    /** Get the front element. */
    int peek() {
        return bottom;
    }

    /** Returns whether the queue is empty. */
    bool empty() {
        return s.empty();
    }
private:
    stack<int> s;
    int bottom;
};

方法三

push 慢， pop 快，peek 快

class MyQueue {
public:
    /** Initialize your data structure here. */
    MyQueue() {}

    /** Push element x to the back of queue. */
    void push(int x) {
        stack<int> tmp;
        int size = s.size();
        for(int i = 0; i < size; i++){
            tmp.push(s.top());
            s.pop();
        }
        s.push(x);
        for(int i = 0; i < size; i++){
            s.push(tmp.top());
            tmp.pop();
        }
    }

    /** Removes the element from in front of queue and returns that element. */
    int pop() {
        int res = s.top();
        s.pop();
        return res;
    }

    /** Get the front element. */
    int peek() {
        return s.top();
    }

    /** Returns whether the queue is empty. */
    bool empty() {
        return s.empty();
    }
private:
    stack<int> s;
};