用栈模拟队列,用队列模拟栈的实现

文章目录

  • 前言
  • 一、用栈模拟队列
  • 二、用队列模拟栈


前言

了解栈和队列:

  • 队列Queue实际上是实现了一个先进先出(FIFO:First In First Out)的有序集合。
    用栈模拟队列,用队列模拟栈的实现_第1张图片

  • 栈Stack实际上是实现了一个后进先出(LIFO:Last In First Out)的有序集合。
    用栈模拟队列,用队列模拟栈的实现_第2张图片


一、用栈模拟队列

用栈模拟队列,其底层逻辑时通过两个栈(一个入队栈,一个出队栈)的实现,来达到队列先进先出的特点。

实现思路:从栈的数据结构出发,元素item1和元素item2分别进入inStack再出栈进入outStack,因为栈后进先出的特点,两次入栈出栈操作刚好能满足队列的先出先出,但很重要的一个点在于,每次元素item入队和出队时,都需考虑到inStack和outStack的情况:入队时确保outStack为空,所有元素再inStack栈中,出队时确保inStack为空,所有元素再outStack中,以保证队列的结构正确。

class MyQueue<E>{
	//定义两个栈,分别用于入队和出队
	private Stack<E> inStack;
	private Stack<E> outStack;
	public MyQueue() {
		inStack =new Stack<E>();
		outStack =new Stack<E>();
	}
	//入队
	public void offer(E item) {
		while(!outStack.isEmpty()) {
			inStack.push(outStack.pop());
		}
		inStack.push(item);
	}
	
	//出队
	public E poll() {
		while(!inStack.isEmpty()) {
			outStack.push(inStack.pop());
		}
		return outStack.pop();
	}
	//判空
	public boolean isEmpty() {
		return inStack.size()==outStack.size();
	}
}

测试代码

MyQueue<String> queue = new MyQueue<String>();		
		queue.offer("A1");
		queue.offer("A2");
		queue.offer("A3");
		queue.offer("A4");
		queue.offer("A5");	
		//遍历打印队列	
		while(!queue.isEmpty()) {
		System.out.println(queue.poll());
}

用栈模拟队列,用队列模拟栈的实现_第3张图片

二、用队列模拟栈

用队列模拟栈,其底层逻辑时通过两个队列(一个临时队列,一个存储)的实现,来达到栈后进先出的特点。

实现思路:元素item入栈先入临时队列,此时如果存储队列中还存在其他元素,则需要将存储队列中的所有元素依次出队,再入队到临时元素中,(即可实现此时item在临时队列的队首,以便于实现后进先出的特点),此时存储队列为空,再将两个队列进行转换即可。

class MyStack2<E> {
	private Queue<E> queue1;//存储队列
	private Queue<E> queue2;//临时队列

	public MyStack2() {
		queue1 = new LinkedList<E>();
		queue2 = new LinkedList<E>();
	}

	// 入栈
	public void push(E item) {
		queue2.offer(item);
		while (!queue1.isEmpty()) {
			queue2.offer(queue1.poll());
		}	
		Queue<E> temp = queue1;
		queue1 = queue2;
        queue2 = temp;
	}

	// 出栈
	public E pop() {
		return queue1.poll();
	}

	// 判空
	public boolean isEmpty() {
		return queue1.size() == 0;
	}
}

测试代码

MyStack2<String> stack = new MyStack2<String>();
		stack.push("A1");
		stack.push("A2");
		stack.push("A3");
		stack.push("A4");
		while (!stack.isEmpty()) {
			System.out.println(stack.pop());
		}

用栈模拟队列,用队列模拟栈的实现_第4张图片

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