232. Implement Queue using Stacks

题目：用栈实现队列

Implement the following operations of a queue using stacks.

• push(x) -- Push element x to the back of queue.
• pop() -- Removes the element from in front of queue.
• peek() -- Get the front element.
• empty() -- Return whether the queue is empty.

Notes:

• You must use only standard operations of a stack -- which means only push to top, peek/pop from top, size, and is empty operations are valid.
• Depending on your language, stack may not be supported natively. You may simulate a stack by using a list or deque (double-ended queue), as long as you use only standard operations of a stack.
• You may assume that all operations are valid (for example, no pop or peek operations will be called on an empty queue).

题意：

用栈实现具有下列操作的队列：

1、push(x)--压入一个元素x到队列末尾；

2、pop()--删除队列最前的一个元素；

3、peek()--得到最前的一个元素；

4、empty()--返回这个队列是否为空

Note：

1、只能使用栈的标准操作函数，意思是只能使用push()栈顶，pop()或者peek()栈顶元素，是否是empty()栈操作是能使用的；

2、根据你的语言，堆栈可能不支持本地库调用。你可以使用列表或者双向队列模拟一个堆栈，只要你只使用一个堆栈的标准操作函数即可；

3、可以假定所有的操作都是有效的（例如，没有pop()或者peek()操作将会调用一个空队列）；

思路一：

栈的特点是先进后出，而队列的特点是先进先出。主要是利用栈先进后出实现队列的先进先出的特点。只需要一个辅助栈，每次需要添加一个元素时，需要将栈中的元素转存到辅助栈中，保存元素到栈，再将辅助栈中的元素放回到栈中。以此来实现队列先进先出的特点。

代码：C++版：0ms

class Queue {
public:
    // Push element x to the back of queue.
    void push(int x) {
        stack<int> tmp; //辅助栈
        while (!oldStack.empty()) {  //将栈转存到辅助栈，实现顺序倒换
            tmp.push(oldStack.top());
            oldStack.pop();
        }
        oldStack.push(x); //将压入的数压入到栈中
        while (!tmp.empty()) { //将辅助栈的内容回存到原栈中
            oldStack.push(tmp.top());
            tmp.pop();
        }
    }


    // Removes the element from in front of queue.
    void pop(void) {
        oldStack.pop();
    }


    // Get the front element.
    int peek(void) {
        return oldStack.top();
    }


    // Return whether the queue is empty.
    bool empty(void) {
        return oldStack.empty();
    }
private:
    stack<int> oldStack;
};

思路二：

思路一解法简单，因为每次新加入一个数都要做两次堆栈翻转的操作，所以效率很低。本思路采用两个栈_new和_old，利用_new栈存储进栈的数，利用_old栈来完成出栈及其他操作，这样就刚好将顺序转换过来了。每次当_old栈中为空的时候，将_new栈的内容翻转存储到_old栈中，以备下一次调用使用。

代码：C++版：0ms

class Queue {
public:
    // Push element x to the back of queue.
    void push(int x) {
        _new.push(x); //新入的数都保存在_new栈中。
    }


    void shiftStack() {
        if (_old.empty()) { //当_old栈为空时将_new栈的内容翻转存到_old栈中，实现先进先出
            while (!_new.empty()) {
                _old.push(_new.top());
                _new.pop();
            }
        }
    }
    
    // Removes the element from in front of queue.
    void pop(void) {
        shiftStack();
        if (!_old.empty())
            _old.pop();
    }


    // Get the front element.
    int peek(void) {
        shiftStack();
        if (!_old.empty()) 
            return _old.top();
        return 0;
    }


    // Return whether the queue is empty.
    bool empty(void) {
        return _old.empty() && _new.empty();
    }
private:
    stack<int> _old, _new;
};