栈和队列都是常用的数据结构,它们的主要区别在于数据的插入和删除顺序。
栈 (Stack) 是一种后进先出 (Last-In-First-Out, LIFO) 的数据结构,只允许在一端进行插入和删除操作,这一端称为栈顶。新元素插入后成为新的栈顶,而删除时也只能删除栈顶元素。
队列 (Queue) 是一种先进先出 (First-In-First-Out, FIFO) 的数据结构,允许在两端进行插入和删除操作,插入在队尾,删除在队头。新元素插入时成为新的队尾,而删除时也只能删除队头元素。
1.void push(int x) 将元素 x 压入栈顶。
2.int pop() 移除并返回栈顶元素。
3.int top() 返回栈顶元素。
4.boolean empty() 如果栈是空的,返回 true ;否则,返回 false 。
如上便是需要用队列来实现栈的四个基本操作。
我们试想,实现这些栈的操作,一个队列可以完成吗?
显然不可以,我们使用两个队列来实现栈的模拟
大体流程
1.入栈时:
如果两个都为空,那么想
当我们要放入18 25 35 48 这一串数字入栈时,先放入18 25 35(放入时选择的队列是不为空的队列),模拟入队以及入栈时的状况,如下图
public void push(int x) {
if(empty()){
queue1.offer(x);
return;
}
if(!queue1.isEmpty()){
queue1.offer(x);
}else {
queue2.offer(x);
}
}
此时如果我们要将35出栈时,又该如何操作呢?此时我们就需要用到第二个队列,将队列一的前size-1个元素(也就是18 25)从队列一中出队,放入队列二中。此时队列一中的元素为35,队列二的元素为18 25 如下图。
当初栈完成时,我们此时要将48入栈时,又该放入哪个栈中呢?我们考虑栈的特点(先入后出),我们将再入栈的元素放到不为空的队列中。
public int pop() {
if(empty()){
return -1;
}
if(!queue1.isEmpty()){
int size = queue1.size();
for (int i = 0; i < size-1; i++) {
queue2.offer(queue1.poll());
}
return queue1.poll();
}else {
int size = queue2.size();
for (int i = 0; i < size-1; i++) {
queue1.offer(queue2.poll());
}
return queue2.poll();
}
}
在实现pop的基础上,我们将声明一个变量temp来储存每次要移除的元素。
public int top() {
if(empty()){
return -1;
}
if (!queue1.isEmpty()){
int temp = -1;
int size = queue1.size();
for (int i = 0; i < size; i++) {
temp = queue1.poll();
queue2.offer(temp);
}
return temp;
}else {
int size = queue2.size();
int temp = -1;
for (int i = 0; i < size; i++) {
temp = queue2.poll();
queue1.offer(temp);
}
return temp;
}
}
当队列一和队列二都为空时,此时栈就为空。
public boolean empty() {
return queue1.isEmpty()&&queue2.isEmpty();
}
我们也是用两个栈来模拟实现队列
public void push(int x) {
stack1.push(x);
}
要出栈时,如果栈二不为空,就出栈二中的元素,如果栈二为空,将栈一中的所有元素一次性的全部push到栈二中,此时就将入栈的元素全部倒转过来了,(例如入栈时在栈中的入栈顺序依次排序为18 25 35,栈二中此时的元素入栈顺序是35 25 18,出栈时就先出18,就完成了转换)如下图
public int pop() {
if(empty()){
return -1;
}
if (stack2.isEmpty()){
while (!stack1.isEmpty()){
stack2.push(stack1.pop());
}
}
return stack2.pop();
}
peek只是将出队时的pop换成peek,就可以完成要求。
public int peek() {
if(empty()){
return -1;
}
if (stack2.isEmpty()){
while (!stack1.isEmpty()){
stack2.push(stack1.pop());
}
}
return stack2.peek();
}
如果栈一和栈二都为空时,那么队列就为空。
public boolean empty() {
return stack1.isEmpty() && stack2.isEmpty();
}
class MyStack {
Queue<Integer> queue1 ;
Queue<Integer> queue2 ;
public MyStack() {
queue1 = new LinkedList<>();
queue2 = new LinkedList<>();
}
public void push(int x) {
if(empty()){
queue1.offer(x);
return;
}
if(!queue1.isEmpty()){
queue1.offer(x);
}else {
queue2.offer(x);
}
}
public int pop() {
if(empty()){
return -1;
}
if(!queue1.isEmpty()){
int size = queue1.size();
for (int i = 0; i < size-1; i++) {
queue2.offer(queue1.poll());
}
return queue1.poll();
}else {
int size = queue2.size();
for (int i = 0; i < size-1; i++) {
queue1.offer(queue2.poll());
}
return queue2.poll();
}
}
public int top() {
if(empty()){
return -1;
}
if (!queue1.isEmpty()){
int temp = -1;
int size = queue1.size();
for (int i = 0; i < size; i++) {
temp = queue1.poll();
queue2.offer(temp);
}
return temp;
}else {
int size = queue2.size();
int temp = -1;
for (int i = 0; i < size; i++) {
temp = queue2.poll();
queue1.offer(temp);
}
return temp;
}
}
public boolean empty() {
return queue1.isEmpty()&&queue2.isEmpty();
}
}
class MyQueue {
public Stack<Integer> stack1 ;
public Stack<Integer> stack2;
public MyQueue() {
stack1 = new Stack<>();
stack2 = new Stack<>();
}
public void push(int x) {
stack1.push(x);
}
public int pop() {
if(empty()){
return -1;
}
if (stack2.isEmpty()){
while (!stack1.isEmpty()){
stack2.push(stack1.pop());
}
}
return stack2.pop();
}
public int peek() {
if(empty()){
return -1;
}
if (stack2.isEmpty()){
while (!stack1.isEmpty()){
stack2.push(stack1.pop());
}
}
return stack2.peek();
}
public boolean empty() {
return stack1.isEmpty() && stack2.isEmpty();
}
}