代码随想录算法训练营第天十天丨 栈与队列part01

文档讲解：代码随想录

状态：已完成

232.用栈实现队列

思路

使用栈来模拟队列的行为，如果只用一个栈是不行的，所以需要两个栈一个输入栈，一个输出栈。

下面动画模拟以下队列的执行过程：

执行语句：
queue.push(1);
queue.push(2);
queue.pop(); 注意此时的输出栈的操作
queue.push(3);
queue.push(4);
queue.pop();
queue.pop();注意此时的输出栈的操作
queue.pop();
queue.empty();

在push数据的时候，只要数据放进输入栈就好，但在pop的时候，操作就复杂一些，输出栈如果为空，就把进栈数据全部导入进来（注意是全部导入），再从出栈弹出数据，如果输出栈不为空，则直接从出栈弹出数据就可以了。

最后如何判断队列为空呢？如果进栈和出栈都为空的话，说明模拟的队列为空了。

在代码实现的时候，会发现pop() 和 peek()两个函数功能类似，代码实现上也是类似的，可以思考一下如何把代码抽象一下。

class MyQueue {
    private Stack stackIn;
    private Stack stackOut;

    public MyQueue() {
        this.stackIn = new Stack<>();
        this.stackOut = new Stack<>();
    }
  
    public void push(int x) {
        stackIn.push(x);
    }
    
    public int pop() {
        if (stackOut.isEmpty()){
            while (!stackIn.isEmpty()){
                stackOut.push(stackIn.pop());
            }
        }
        return stackOut.pop();
    }
    
    public int peek() {
        int pop = this.pop();
        stackOut.push(pop);
        return pop;
    }
    
    public boolean empty() {
        //这里进行栈是否为空的判断，需要将入栈和出栈同时判断
        if (stackOut.isEmpty() && stackIn.isEmpty()){
            return true;
        }
        return false;
    }
}

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225. 用队列实现栈

思路

此处我所使用的是 LinkedList  

队列是先进先出的规则。把一个队列中的数据导入到另一个队列中，数据的顺序没有改变，并没有变成先进后出的顺序。

所以用栈实现队列， 和用队列实现栈的思路还是不一样的，这取决于这两个数据结构的性质。

但是依然还是要用两个队列来模拟栈，只不过没有输入和输出的关系，而是另一个队列完全用来备份的！

如下面动画所示，用两个队列que1和que2实现队列的功能，que2其实完全就是一个备份的作用，把que1最后面的元素以外的元素都备份到que2，然后弹出最后面的元素，再把其他元素从que2导回que1。

模拟的队列执行语句如下：

queue.push(1);        
queue.push(2);        
queue.pop();   // 注意弹出的操作       
queue.push(3);        
queue.push(4);       
queue.pop();  // 注意弹出的操作    
queue.pop();    
queue.pop();    
queue.empty();    

一个队列在模拟栈弹出元素的时候只要将队列头部的元素（除了最后一个元素外） 重新添加到队列尾部，此时再去弹出元素就是栈的顺序了。

//leetcode submit region begin(Prohibit modification and deletion)
class MyStack {
    private Queue queue;
    public MyStack() {
        this.queue = new LinkedList<>();
    }
    
    public void push(int x) {
        queue.add(x);
    }
    
    public int pop() {
        int size = queue.size();
        size--;
        //此处循环要注意 size最小只能是 0 ，如果加了 = 则会导致 size = -1;
        // 将 que 除最后一个元素外，其他都取出来，重新放回队列中
        while(size > 0){
            size--;
            Integer poll = queue.poll();
            queue.add(poll);
        }
        return queue.poll();
    }
    
    public int top() {
        int pop = this.pop();
        queue.add(pop);
        return pop;
    }
    
    public boolean empty() {
        if (queue.isEmpty()){
            return true;
        }
        return false;
    }
}

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