栈和队列的相互实现（力扣225、232）

目录

栈和队列的区别：

栈实现队列：

题目描述：

示例：

画图解释：

代码实现：

队列实现栈：

题目描述：

示例：

解法一：双队列实现栈

代码实现：

解法二：单队列实现栈

代码实现：

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栈和队列的区别：

队列和栈是两种不同的数据结构。它们有以下区别：

（1）操作的名称不同。队列的插入称为入队，队列的删除称为出队。栈的插入称为进栈，栈的删除称为出栈。

（2）可操作的方式不同。队列是在队尾入队，队头出队，即两边都可操作。而栈的进栈和出栈都是在栈顶进行的，无法对栈底直接进行操作。

（3）操作的方法不同。队列是先进先出（FIFO），即队列的修改是依先进先出的原则进行的。新来的成员总是加入队尾（不能从中间插入），每次离开的成员总是队列头上（不允许中途离队）。而栈为后进先出（LIFO）,即每次删除（出栈）的总是当前栈中最新的元素，即最后插入（进栈）的元素，而最先插入的被放在栈的底部，要到最后才能删除。

但是他们两也有一个共同点就是只允许在端点处插入和删除元素。

所以两者可以相互实现，也就是栈实现队列，队列实现栈。

栈实现队列：

用栈实现队列

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：

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）

画图解释：

 此题我们使用两个栈来实现队列，S1用来存储，S2用来辅助，每次要插入一个元素，先将S1的元素存入S2，再将要插入元素存入S1，再将S2的元素存入S1，后面取元素是就是取得最先存入的元素，刚好实现队列，入出栈都对S1操作。

代码实现：

    private Stack s1;
    private Stack s2;
    public MyQueue() {
        s1 = new Stack<>();
        s2 = new Stack<>();
    }

    public void push(int x) {
        while(!s1.isEmpty()){
            s2.push(s1.pop());
        }
        s1.push(x);
        while(!s2.isEmpty()){
            s1.push(s2.pop());
        }
    }

    public int pop() {
        return s1.pop();
    }

    public int peek() {
        return s1.peek();
    }

    public boolean empty() {
        return s1.isEmpty();
    }

队列实现栈：

用队列实现栈

题目描述：

请你仅使用两个队列实现一个后入先出（LIFO）的栈，并支持普通栈的全部四种操作（push、top、pop 和 empty）。

实现 MyStack 类：

        void push(int x) 将元素 x 压入栈顶。
        int pop() 移除并返回栈顶元素。
        int top() 返回栈顶元素。
        boolean empty() 如果栈是空的，返回 true ；否则，返回 false 。

注意：

• 你只能使用队列的基本操作 —— 也就是 push to back、peek/pop from front、size 和 is empty 这些操作。
• 你所使用的语言也许不支持队列。 你可以使用 list （列表）或者 deque（双端队列）来模拟一个队列 , 只要是标准的队列操作即可。

示例：

输入：
["MyStack", "push", "push", "top", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出：
[null, null, null, 2, 2, false]

解释：
MyStack myStack = new MyStack();
myStack.push(1);
myStack.push(2);
myStack.top(); // 返回 2
myStack.pop(); // 返回 2
myStack.empty(); // 返回 False

解法一：双队列实现栈

此处我们使用双队列来实现栈，每次入队先入队S2，然后将S1的元素依次取出入队S2，最后将S1与S2的名称互换，即可实现栈的先进后出原则。 

代码实现：

    private Queue q1;
    private Queue q2;
    public MyStack() {
        q1 = new LinkedList<>();
        q2 = new LinkedList<>();
    }

    public void push(int x) {
        q2.offer(x);
        while(!q1.isEmpty()){
            q2.offer(q1.poll());
        }
        Queue temp = q1;
        q1 = q2;
        q2 = temp;
    }

    public int pop() {
        return q1.poll();
    }

    public int top() {
        return q1.peek();
    }

    public boolean empty() {
        return q1.isEmpty();
    }

解法二：单队列实现栈

此处我们使用一个队列来实现栈，每次入队后，将队列元素长度-1的元素依次出队再次入队，即可实现栈的先进后出原则 。

代码实现：

    private Queue q;
    public MyStack() {
        q = new LinkedList<>();
    }

    public void push(int x) {
        int size = q.size();
        q.offer(x);
        for(int i=0; i