[E思维] lc225. 用队列实现栈(模拟题+思维+常见)

1. 题目来源

链接：225. 用队列实现栈

2. 题目解析

常见问题，栈实现队列，队列实现栈。但是个人感觉，队列实现栈要稍微难一点点。这两个问题，实际上都是考思路，因为实现效率都得是 $O(n)$，没有实际的应用意义。

两个队列，再怎么倒来倒去，会发现数据的顺序是不会发生改变的，这点和栈是有区别的。所以思路会稍微难一点点。

思路一：两个队列实现

• q1，q2。q1 用来存储当前的元素，q2 作为辅助队列。
• 当新来一个元素时，往 q2 添加，然后再将 q1 的元素依次出队加到 q2 中，再交换一下 q1、q2 内的元素就行，相当于再把 q2 的所有元素再加到 q1 中去。
• 例如：1,2,3。
• 第一次，就是把 1 添加到 q1。
• 第二次，2 先加到 q2，然后把 q1 中的 1 加到 q2，这样子，2 将先出队，1 将后出队，达到了栈的效果。
• 第三次，3 先加到 q2，然后把 q1 中的 2、1 加到 q2，这样子，3 将先出队，2、1 将后出队，达到了栈的效果。

这个思路下，代码很简洁，用了 swap 优化了代码结构，但是效率依旧是 $O(n)$

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思路二：一个队列实现

• 这个思路比较直接，就是环形队列的思想
• 每次新元素来之前，先统计队列中目前有多少元素，再将新元素先加到队尾，然后将前面的所有元素依次出队再入队，就行。
• 例如：1,2,3
• 第一次，将 1 加入队列。
• 第二次，将 2 加入队列队尾，提前计算了队列中元素个数是 1 个，然后将 1 出队再入队，就变成了 2、1，已经符合了栈中的元素规则。
• 第三次，将 3 加入到队列队尾，提前计算了队列中元素个数是 2个，然后将 2、1 出队再入队，就变成了 3 2 1，符合栈中的元素规则。

这个思路下，代码也很简洁，效率是 $O(n)$

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在本问题下，没有 $O(1)$ 做法，有时候会使劲往这方面去想，hh

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• 时间复杂度：$O(n)$
• 空间复杂度：$O(1)$

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思路一：

class MyStack {
public:
    queue<int> q1, q2;
    MyStack() {

    }
    
    void push(int x) {
        q2.push(x);
        while (q1.size()) {
            int x = q1.front(); q2.push(x); q1.pop();
        }
        swap(q1, q2);
    }
    
    int pop() {
        int x = q1.front(); q1.pop();
        return x;
    }
    
    int top() {
        return q1.front();
    }
    
    bool empty() {
        return !q1.size();
    }
};

/**
 * Your MyStack object will be instantiated and called as such:
 * MyStack* obj = new MyStack();
 * obj->push(x);
 * int param_2 = obj->pop();
 * int param_3 = obj->top();
 * bool param_4 = obj->empty();
 */

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思路二：

class MyStack {
public:
    queue<int> q;
    MyStack() {

    }
    
    void push(int x) {
        int n = q.size();q.push(x);
        for (int i = 0; i < n; i ++) q.push(q.front()), q.pop();
    }
    
    int pop() {
        int x = q.front(); q.pop();
        return x;
    }
    
    int top() {
        return q.front();
    }
    
    bool empty() {
        return !q.size();
    }
};

/**
 * Your MyStack object will be instantiated and called as such:
 * MyStack* obj = new MyStack();
 * obj->push(x);
 * int param_2 = obj->pop();
 * int param_3 = obj->top();
 * bool param_4 = obj->empty();
 */