力扣算法：用栈实现队列

一、用栈实现队列

1、问题

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
• 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。

进阶：

你能否实现每个操作均摊时间复杂度为 O(1) 的队列？换句话说，执行 n 个操作的总时间复杂度为 O(n) ，即使其中一个操作可能花费较长时间。

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）

2、思路

用 “栈”（后进先出）实现 “队列”（先进先出）。

1. 首先建立两个栈 enter 和 out ，用来对输入元素进行排列，使其达到：“先入元素在栈底”-后出的目的、“后入元素在栈顶”-先出的目的。最终 “栈out” 为排列好的元素。
2. int peek() 返回队列开头的元素。【out[-1] “out的栈顶元素” 即为队列开头元素。】
3. int pop() 从队列的开头移除并返回元素。【out的栈顶元素即为队列的开头元素。】
4. boolean empty() 如果队列为空，返回 true ；否则，返回 false。【判断out栈是否为空即可。】

3、代码

1、解题代码

class MyQueue:

    def __init__(self):
        """
        Initialize your data structure here.
        """
        self.enter = []
        self.out = []

    def push(self, x: int) -> None:
        """
        Push element x to the back of queue.
        """
        while self.out:
            self.enter.append(self.out.pop())
        self.enter.append(x)
        while self.enter:
            self.out.append(self.enter.pop())


    def peek(self) -> int:
        """
        Get the front element.
        """
        return self.out[-1]

    def pop(self) -> int:
        """
        Removes the element from in front of queue and returns that element.
        """
        return self.out.pop()


    def empty(self) -> bool:
        """
        Returns whether the queue is empty.
        """
        if self.out:
            return False
        else:
            return True


if __name__ == "__main__":
    # Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
    obj = MyQueue()
    obj.push(1)
    obj.push(2)

    param_3 = obj.peek()
    print(param_3, end="\n")

    param_2 = obj.pop()
    print(param_2,end="\n")

    param_4 = obj.empty()
    print(param_4, end="\n")

4、时间与空间复杂度

时间复杂度：O(N)

空间复杂度：O(N)

备注

1、问题来自：
力扣（LeetCode）
https://leetcode-cn.com/problems/implement-queue-using-stacks