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

栈与队列理论基础

1. C++ 中的 stack 是容器吗？
   不是容器，而是容器适配器，因为 stack 是通过底层容器实现的，对外提供统一的接口，底层容器是可插拔的，也就是说我们可以控制用哪种容器来实现栈的功能。
2. 我们使用的 stack 属于哪个版本的 STL？
   首先要知道 STL 有哪些版本，HP STL 是 C++ STL 的第一个实现版本，而且开放源代码，其他的 STL 都是基于 HP 来实现的；P.J.Plauger STL 基于 HP STL 实现，被 Visual C++ 编译器使用，不开源；SGI STL 也是基于 HP STL 实现，被 Linux 的 C++ 编译器 GCC 使用，源码可读性高。
   我们使用的是 SGI STL，在这个版本中栈提供push、pop等接口，
3. 我们使用的 STL 中 stack 是如何实现的？
   作为容器适配器，stack 是通过底层容器实现的，我们可以指定用哪种容器，主要就是数组或链表的底层实现，比如 vector、deque、list，下图很清楚的表示了 stack 实现的样式。
   

std::stack<int, std::vector<int>>

std::queue<int, std::list<int>>

当我们没指定底层容器时，默认是通过 deque 实现的。

4. stack 提供迭代器来遍历 stack 空间吗？
   所有元素遵循先入后出的原则，所以不支持走访功能，也不提供迭代器遍历栈空间。

用栈实现队列

因为只能使用栈的基本操作，即只能先入后出，但又想实现先入先出。一个栈 IO 方向是不对的，所以必须用两个栈，我们就能把 IO 顺序调整过来。在具体实现时要注意两个栈的使用顺序，一个是输入栈，一个是输出栈。

class MyQueue{
public:
	stack<int> stack_in;
	stack<int> stack_out;
	MyQueue(){
	
	}
	void push(int x){
		stack_in.push(x);
	}
	int pop(){
		if(stack_out.empty()){
			while(!stack_in.empty()){
				int x = stack_in.top();
				stack_in.pop();
				stack_out.push(x);
			}
		}
		int x = stack_out.top();
		stack_out.pop();
		return x;
	}
	int peek(){
		int x = this->pop();
		stack_out.push(x);
		return x;
	}
	bool empty(){
		return stack_in.empty() && stack_out.empty();
	}
};

用队列实现栈

类比用栈实现队列，我们同样考虑使用两个队列来实现栈，但是需要注意的是，由于队列先入先出的性质，两个队列也不会像两个栈那样改变 IO 顺序，变成先入后出。这时我们可以将一个队列的元素推出，另一个队列备份这些元素，等到第一个队列只剩最后一个元素时，这个元素就是按栈的性质应该输出的元素。所以两个队列实现栈和两个栈实现队列还是不同的，两个栈可以改变 IO 顺序，但两个队列中一个只是起到备份的作用。

class MyStack{
public:
	queue<int> que1;
	queue<int> que2;
	MyStack(){
	
	}
	void push(int x){
		que1.push(x);
	}
	int pop(){
		int size = que1.size();
		for(int i = 0; i < size - 1; i++){
			que2.push(que1.front());
			que1.pop();
		}
		int x = que1.front();
		que1.pop();
		que1 = que2;
		while(!que2.empty()){
			que2.pop();
		}
		return x;
	}
	int top(){
		int x = this->pop();
		que1.push(x);
		return x;
	}
	bool empty(){
		return que1.empty();
	}
};

注：由于另外的队列只是起备份作用，那么我们将推出的元素备份在队列本身也是可行的，这样就其实只需要一个队列就可实现。

class MyStack{
public:
	queue<int> que;
	MyStack(){
	
	}
	void push(int x){
		que.push(x);
	}
	int pop(){
		int size = que.size();
		// 遍历到最后一个元素之前，最后一个元素使我们要输出的
		for(int i = 0; i < size - 1; i++){
			que.push(que.front());
			que.pop();
		}
		int x = que.front();
		que.pop();
		return x;
	}
	int top(){
		int x = this->pop();
		que.push(x);
		return x;
	}
	bool empty(){
		return que.empty();
	}
};