LeetCode-225. 用队列实现栈

题目：

使用队列实现栈的下列操作：

• push(x) – 元素 x 入栈
• pop() – 移除栈顶元素
• top() – 获取栈顶元素
• empty() – 返回栈是否为空

注意:

• 你只能使用队列的基本操作-- 也就是push to back, peek/pop from front, size, 和 is empty 这些操作是合法的。
• 你所使用的语言也许不支持队列。 你可以使用 list 或者 deque（双端队列）来模拟一个队列 , 只要是标准的队列操作即可。
• 你可以假设所有操作都是有效的（例如, 对一个空的栈不会调用pop 或者 top 操作）。

解题思路：

入栈push：每当入队一个新元素的时候，我们可以把队列的顺序反转过来
出栈pop：最后一个压入的元素永远在 q 的前端，直接在常数时间内让它出栈
取栈顶元素top:栈顶元素永远在 q 的前端，直接返回即可
判断栈空empty:q 中包含了栈中所有的元素，所以只需要检查 q 是否为空即可

代码实现

import java.util.*;
class MyStack {

    /** Initialize your data structure here. */
    Queue<Integer> q = new LinkedList<>();
    public MyStack() {
        
    }
    
    /** Push element x onto stack. */
    public void push(int x) {
        q.add(x);
        int len = q.size();
        while(len > 1){
            q.add(q.remove());
            len--;
        }
    }
    
    /** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
    public int pop() {
        return q.remove();
    }
    
    /** Get the top element. */
    public int top() {
        return q.peek();
    }
    
    /** Returns whether the stack is empty. */
    public boolean empty() {
        return q.isEmpty();
    }
}

/**
 * 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();
 * boolean param_4 = obj.empty();
 */

复杂度分析：

• 时间复杂度：
  • 入栈： $O(n)$;
  • 出栈、取栈顶元素、判断栈空： $O(1)$;

• 空间复杂度：所有操作均为 $O(1)$;