LeetCode 用两个栈实现队列

剑指 Offer 09. 用两个栈实现队列

题目介绍

用两个栈实现一个队列。队列的声明如下，请实现它的两个函数 appendTail 和 deleteHead ，分别完成在队列尾部插入整数和在队列头部删除整数的功能。(若队列中没有元素，deleteHead 操作返回 -1 )

提示：

1 <= values <= 10000 最多会对 appendTail、deleteHead 进行 10000 次调用

解题思路

栈实现队列的出队操作效率低下：栈底元素（对应队首元素）无法直接删除，需要将上方所有元素出栈。

列表倒序操作可使用双栈实现：设有含三个元素的栈 A = [1,2,3] 和空栈 B = [] 。若循环执行 A 元素出栈并添加入栈 B ，直到栈 A 为空，则 A = [] , B = [3,2,1] ，即栈 B 元素为栈 A 元素倒序。

利用栈 B 删除队首元素：倒序后，B 执行出栈则相当于删除了 A 的栈底元素，即对应队首元素。

 

题目要求实现 加入队尾appendTail() 和 删除队首deleteHead() 两个函数的正常工作。因此，可以设计栈 A 用于加入队尾操作，栈 B 用于将元素倒序，从而实现删除队首元素。

函数设计

加入队尾 appendTail() ： 将数字 val 加入栈 A 即可。 删除队首deleteHead() ： 有以下三种情况。 当栈 B 不为空： B中仍有已完成倒序的元素，因此直接返回 B 的栈顶元素。 否则，当 A 为空： 即两个栈都为空，无元素，因此返回 -1 。 否则： 将栈 A 元素全部转移至栈 B 中，实现元素倒序，并返回栈 B 的栈顶元素。

复杂度分析

以下分析仅满足添加 N 个元素并删除 N 个元素，即栈初始和结束状态下都为空的情况。

时间复杂度： appendTail()函数为 O(1) ；deleteHead() 函数在 N 次队首元素删除操作中总共需完成 N 个元素的倒序。 空间复杂度 O(N) ： 最差情况下，栈 A 和 B 共保存 N 个元素。

作者：Krahets 链接：力扣 来源：力扣（LeetCode） 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

代码

#include
#include
using namespace std;
class CQueue {
public:
    CQueue() {}   // 构造函数
    stack a,b;  // 定义两个栈a和b
    void appendTail(int value) {  // 在队列尾部插入元素的函数
        a.push(value);  // 将元素插入栈a中
    }
    int deleteHead() {  // 删除队列头部的元素的函数
        while(!b.empty()){  // 如果栈b不为空
            int tmp=b.top();  // 取出栈顶元素
            b.pop();  // 弹出栈顶元素
            return tmp;  // 返回弹出的元素
        }
        if(a.empty()) return -1;  // 如果栈a也为空，说明队列为空，返回-1
        while(!a.empty()){  // 如果栈b为空且栈a不为空
            int tmp=a.top();  // 取出栈顶元素
            a.pop();  // 弹出栈顶元素
            b.push(tmp);  // 将弹出的元素压入栈b
        }
        int tmp=b.top();  // 取出栈b的栈顶元素
        b.pop();  // 弹出栈顶元素
        return tmp;  // 返回弹出的元素
    }
};
​
int main(){
    CQueue cq;  // 创建一个CQueue对象cq
    char c,p;
    int num;
    int cnt=0;
    while(c!='#'){  // 当输入字符不为#时，继续循环
        cin>>p;  // 读入一个字符
        if(p=='I'){  // 如果字符为I
            cin>>num;  // 读入一个整数
            cq.appendTail(num);  // 在队列尾部插入这个整数
        } 
        else{  // 如果字符为D
            int n=cq.deleteHead();  // 删除队列头部的元素
            if(n==-1) cout<<"queeue is null!!\n";   // 如果队列为空，输出提示信息
            else cout<