【LeetCode每日一题】——剑指Offer09.用两个栈实现队列

一【题目类别】

• 栈

二【题目难度】

• 简单

三【题目编号】

• 剑指Offer09.用两个栈实现队列

四【题目描述】

• 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 )

五【题目示例】

• 示例 1：
  输入：
  [“CQueue”,“appendTail”,“deleteHead”,“deleteHead”]
  [[],[3],[],[]]
  输出：[null,null,3,-1]
• 示例 2：
  输入：
  [“CQueue”,“deleteHead”,“appendTail”,“appendTail”,“deleteHead”,“deleteHead”]
  [[],[],[5],[2],[],[]]
  输出：[null,-1,null,null,5,2]

六【题目提示】

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

七【解题思路】

• 借助一个辅助栈，主栈正常入栈元素，但是每次出栈的时候将主栈的所有元素都push到辅助栈，变为先进先出的结构，并且要保证辅助栈空的时候才能加入，因为可以看作是一段一段来的，第一段的还没有出辅助栈栈，后面的不能入辅助栈，否则破坏了先进先出的结构

八【时间频度】

• 时间复杂度：$O(1)$

九【代码实现】

1. Java语言版

package Stack;

import java.util.Stack;

public class o09_UsingTwoStacksToImplementQueues {

    public static void main(String[] args) {
        CQueue cQueue = new CQueue();
        int res1 = cQueue.deleteHead();
        System.out.println(res1);
        cQueue.appendTail(5);
        cQueue.appendTail(2);
        int res2 = cQueue.deleteHead();
        System.out.println(res2);
        int res3 = cQueue.deleteHead();
        System.out.println(res3);
    }

}

class CQueue {

    // 新建一个进栈的栈和出栈的栈
    Stack<Integer> stack_in;
    Stack<Integer> stack_out;

    public CQueue() {
        stack_in = new Stack<Integer>();
        stack_out = new Stack<Integer>();
    }

    /**
     * 向stack_in添加元素，先进后出
     *
     * @param value 要添加的元素
     */
    public void appendTail(int value) {
        stack_in.add(value);
    }

    /**
     * stack_out出栈，因为队列是先进先出，所以用两个栈模拟数组
     * 本质就是stack_in进入的最后一个元素（也就是先进的元素）
     * 作为stack_out的第一个元素（也就是先出的元素）
     * 也就实现了，元素的先进先出，从而模拟队列
     *
     * @return
     */
    public int deleteHead() {
        if (stack_out.isEmpty()) {
            if (stack_in.isEmpty()) {
                return -1;
            }
            while (!stack_in.isEmpty()) {
                stack_out.push(stack_in.pop());
            }
            return stack_out.pop();
        } else {
            return stack_out.pop();
        }
    }

}

2. C语言版

#include
#include
#include

/*两个栈的结构体*/
typedef struct
{
	int stackIn_count;
	int stackOut_count;
	int *stackIn;
	int *stackOut;
} CQueue;

/*创建两个栈*/
CQueue* cQueueCreate()
{
	CQueue *obj = (CQueue *)malloc(sizeof(CQueue));
	obj->stackIn_count = 0;
	obj->stackOut_count = 0;
	obj->stackIn = (int *)malloc(sizeof(int) * 10000);
	obj->stackOut = (int *)malloc(sizeof(int) * 10000);
	return obj;
}

/*在stackIn的尾部添加数据*/
void cQueueAppendTail(CQueue* obj, int value)
{
	obj->stackIn[obj->stackIn_count++] = value;
}

/*在stackOut的头部弹出元素*/
int cQueueDeleteHead(CQueue* obj)
{
	if (obj->stackOut_count == 0)
	{
		if (obj->stackIn_count == 0)
		{
			return -1;
		}
		while (obj->stackIn_count != 0)
		{
			obj->stackOut[obj->stackOut_count++] = obj->stackIn[--obj->stackIn_count];
		}
	}
	return obj->stackOut[--obj->stackOut_count];
}

/*释放空间*/
void cQueueFree(CQueue* obj)
{
	free(obj->stackIn);
	free(obj->stackOut);
	free(obj);
}

/*主函数省略*/

十【提交结果】

1. Java语言版
   

2. C语言版