代码随想录算法训练营第10天|232. 用栈实现队列 225. 用队列实现栈

JAVA代码编写

232. 用栈实现队列

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 1：

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）

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。

教程：https://programmercarl.com/0232.%E7%94%A8%E6%A0%88%E5%AE%9E%E7%8E%B0%E9%98%9F%E5%88%97.html#%E7%AE%97%E6%B3%95%E5%85%AC%E5%BC%80%E8%AF%BE

解：

思路：队列由两个栈表示：进栈stackIn、出栈stackOut

• 队列进队push：等价于直接进栈

• 队列出队pop：将stackIn中出栈到stackOut中，然后再出栈

  • dumpstackIn()函数：将stackIn中出栈到stackOut中

• 返回队列底元素（最先入队的元素）：相当岁返回stackOut的栈顶元素

• 队列是否为空：为空的话，就是要stackIn和stackOut都为空

import java.util.Stack;

class MyQueue {

    Stack<Integer> stackIn;
    Stack<Integer> stackOut;

    /** Initialize your data structure here. */
    public MyQueue() {
        stackIn = new Stack<>(); // 负责进栈
        stackOut = new Stack<>(); // 负责出栈
    }

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

    /** Removes the element from in front of queue and returns that element. 删除该队列元素，删第一个进队列的*/
    public int pop() {
        dumpstackIn();
        return stackOut.pop();
    }

    /** Get the front element. 返回队列底元素：最先入队的元素*/
    public int peek() {
        dumpstackIn();
        return stackOut.peek();
    }

    /** Returns whether the queue is empty. */
    public boolean empty() {
        return stackIn.isEmpty() && stackOut.isEmpty();
    }

    // 如果stackOut为空，那么将stackIn中的元素全部放到stackOut中
    private void dumpstackIn(){
        if (!stackOut.isEmpty()) return;
        while (!stackIn.isEmpty()){
            stackOut.push(stackIn.pop());
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyQueue myQueue= new MyQueue();
        myQueue.push(1);
        myQueue.push(2);
        myQueue.push(3);
        myQueue.push(4);
        myQueue.pop();
        myQueue.push(5);
        myQueue.push(6);
        System.out.println(myQueue.peek());
    }
}

225. 用队列实现栈

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

提示：

• 1 <= x <= 9
• 最多调用100 次 push、pop、top 和 empty
• 每次调用 pop 和 top 都保证栈不为空

**进阶：**你能否仅用一个队列来实现栈。

教程：https://programmercarl.com/0225.%E7%94%A8%E9%98%9F%E5%88%97%E5%AE%9E%E7%8E%B0%E6%A0%88.html

解：

思路：栈由两个队列表示：queue1、queue2

• 进栈push：将元素，进队到queue2；当queue1不是空的时候，将queue1出队的元素入队到queue2；再交换queue1和queue2

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;



class MyStack {

    Queue<Integer> queue1; // 和栈中保持一样元素的队列
    Queue<Integer> queue2; // 辅助队列

    /** Initialize your data structure here. */
    public MyStack() {
        queue1 = new LinkedList<>();
        queue2 = new LinkedList<>();
    }

    /** Push element x onto stack. 入栈*/
    public void push(int x) {
        queue2.offer(x); // 先放在辅助队列中，offer：元素入队
        while (!queue1.isEmpty()){
            queue2.offer(queue1.poll());//poll:移除并返回队列头部的元素
            //逆序存入queue2
        }
        Queue<Integer> queueTemp;
        queueTemp = queue1;
        queue1 = queue2;
        queue2 = queueTemp; // 最后交换queue1和queue2，将元素都放到queue1中
    }

    /** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
    public int pop() {
        return queue1.poll(); // 因为queue1中的元素和栈中的保持一致，所以这个和下面两个的操作只看queue1即可
    }

    /** Get the top element. */
    public int top() {
        return queue1.peek();
    }

    /** Returns whether the stack is empty. */
    public boolean empty() {
        return queue1.isEmpty();
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyStack myStack = new MyStack();
        myStack.push(1);
        myStack.push(2);
        myStack.push(3);
        myStack.pop();
        myStack.push(4);

    }
}