Leetcode232. 用栈实现队列

题目描述

请你仅使用两个栈实现先入先出队列。队列应当支持一般队列支持的所有操作（push、pop、peek、empty）：

实现 MyQueue 类：

  • void push(int x) 将元素 x 推到队列的末尾
  • int pop() 从队列的开头移除并返回元素
  • int peek() 返回队列开头的元素
  • boolean empty() 如果队列为空，返回 true ；否则，返回 false

说明：

  • 你只能使用标准的栈操作 —— 也就是只有 push to top, peek/pop from top, size, 和 is empty 操作是合法的。
  • 你所使用的语言也许不支持栈。你可以使用 list 或者 deque（双端队列）来模拟一个栈，只要是标准的栈操作即可。

进阶：

  • 你能否实现每个操作均摊时间复杂度为 O(1) 的队列？换句话说，执行 n 个操作的总时间复杂度为 O(n) ，即使其中一个操作可能花费较长时间。

示例：

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输入：
["MyQueue", "push", "push", "peek", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出：
[null, null, null, 1, 1, false]

解释：
MyQueue myQueue = new MyQueue();
myQueue.push(1); // queue is: [1]
myQueue.push(2); // queue is: [1, 2] (leftmost is front of the queue)
myQueue.peek(); // return 1
myQueue.pop(); // return 1, queue is [2]
myQueue.empty(); // return false

提示：

  • 1 <= x <= 9
  • 最多调用 100 次 push、pop、peek 和 empty
  • 假设所有操作都是有效的 （例如，一个空的队列不会调用 pop 或者 peek 操作）

解题思路

这道题的思路十分简单，用两个栈即可模拟队列的操作。栈的顺序是“先进后出”，队列的顺序是“先进先出”，那么，经过两次“先进后出”就会实现“先进先出”。

首先我们需要定义两个两个栈，一个为入栈in，一个为出栈out。还需定义一个函数，来完成数据从入栈到出栈的迁移。

现在，我们来看一下四个主要方法的实现：

  1. void push(int x)

我们只需要将x元素压入入栈中即可

  1. int pop()

一般情况下，我们只需要将出栈中的第一个元素弹出即可。如果，出栈为空，那么就将入栈中的数据迁移到出栈中。

  1. int peek()

一般情况下，我们只需要返回出栈中的第一个元素即可。如果，出栈为空，那么就将入栈中的数据迁移到出栈中。

  1. boolean empty()

整体的队列为空，当且仅当出栈和入栈全部为空。

据此，我们可以完成MyQueue类的代码。

示例代码

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class MyQueue {
private:
    stack<int>in;
    stack<int>out;

    void in2out()
    {
        while(!in.empty()){
            out.push(in.top());
            in.pop();
        }
    }

public:
    /** Initialize your data structure here. */
    MyQueue() {
    }
    
    /** Push element x to the back of queue. */
    void push(int x) {
        in.push(x);
    }
    
    /** Removes the element from in front of queue and returns that element. */
    int pop() {
        if(out.empty()) in2out();
        int temp=out.top();
        out.pop();
        return temp;
    }
    
    /** Get the front element. */
    int peek() {
        if(out.empty()) in2out();
        return out.top();

    }
    
    /** Returns whether the queue is empty. */
    bool empty() {
        return in.empty()&&out.empty();
    }
};