每日一题:用栈实现队列

用栈实现队列

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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: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。  

示例 1:

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
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提示:

  • 1 <= x <= 9
  • 最多调用 100push、pop、peekempty
  • 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)

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。

实现思路

这道题主要考察我们对于栈和队列的了解

本题我们使用两个栈来实现队列,一个栈作为输入端,一个栈作为输出端,具体思路是

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  • 在往里传入push元素时,我们只需将元素全部传进输入端即可
  • 当往外pop元素时,我们需要先将输入端里元素都放进输出端,再用输出端pop元素
    • 这里需要注意,当我们往输出端传入元素前,需要先对输出端进行判断
    • 输出端里如果有元素,直接pop输出端里的元素
    • 当输出端里没有元素时,我们再传入元素
  • 队列为空的判断条件:当输入端和输出端都为空时,我们就说队列是空的

代码实现:(JAVA)

class MyQueue {

    Stack<Integer> StackIn;
    Stack<Integer> StackOut;

    public MyQueue() {
        StackIn = new Stack<>();
        StackOut = new Stack<>();
    }
    
    public void push(int x) {
        StackIn.push(x);
    }

    public int pop() {
        isKong();
        
        return StackOut.pop();
    }
    
    public int peek() {
        isKong();

        return StackOut.peek();
    }
    
    public boolean empty() {
        return StackIn.isEmpty() && StackOut.isEmpty();
    }
     
    private void isKong() {
        if (!StackOut.isEmpty()) return;

        while (!StackIn.isEmpty()) {
            StackOut.push(StackIn.pop());
        }
        
    }
}
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