<LeetCode OJ> 232. Implement Queue using Stacks

232. Implement Queue using Stacks

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Total Accepted: 28236  Total Submissions: 83455  Difficulty: Easy

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).

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分析：

队列是先进先出，新压入的元素在队尾；栈是先进后出，新压入的元素在栈顶；两次先进后出即是先进先出
考虑用两个栈实现队列的效果：

栈s2执行完任何操作始终有序，s2就是队列的效果，栈s1辅助s2成为有序。
压入时：先将s2的元素全部压入s1，使s2空，再将元素x压入栈s1，再按照顺序全部压入栈2，这样s2就有序。
删除时：因为s2有序，所以直接将s2的栈顶弹出
获取队首：因为s2有序，直接获取s2栈顶元素
是否为空？判断s2是否为空即可

class Queue {
public:
    // Push element x to the back of queue.//压到队列尾部
    void push(int x) {//此函数将花费大量时间
        while(!s2.empty())
        {
            int val=s2.top();
            s2.pop();
            s1.push(val);
        }
        s1.push(x);
        while(!s1.empty())
        {
            int val=s1.top();
            s1.pop();
            s2.push(val);
        }
    }

    // Removes the element from in front of queue.//从队列前面删除元素
    void pop(void) {
        s2.pop();
    }

    // Get the front element.//获取队首元素
    int peek(void) {
        return s2.top();
    }

    // Return whether the queue is empty.//队列是否为空
    bool empty(void) {
        return s2.empty();
    }
private:
    stack<int> s1;//辅助栈
    stack<int> s2;//执行栈，将模拟队列效果
};

别人家的算法思想：

使用两个栈，一个栈用来保存插入的元素（不是队列的顺序），另外一个栈用来执行pop或top操作（已经是队列的顺序）。

压入元素到头：压入到pushStack栈即可，里面的数据暂时不是队列顺序

删除队首元素：pushStack的底部即是队首，全部弹出到popStack栈，再删除popStack栈首即可

获取队首元素：pushStack的底部即是队首，全部弹出到popStack栈，再获取popStack栈首元素即可

队列是否为空：显然两个栈同时为空时，即队列为空

具体如下：

每当执行pop或top操作时检查另外一个栈是否为空，如果为空，将第一栈中的元素全部弹出并插入到第二个栈中，再将第二个栈中的元素弹出即可。需要注意的是这道题的编程时有一个技巧，可以使用peek来实现pop，这样可以减少重复代码。编程时要能扩展思维，如果由于pop函数的声明再前面就陷入用pop来实现peek的功能的话就会感觉无从下手了。

class Queue {
public:
    // Push element x to the back of queue.
    void push(int x) {
        pushStack.push(x);
    }

    // Removes the element from in front of queue.
    void pop(void) {
        peek();//这里可以使用peek进行两个栈之间元素的转移从而避免重复代码
        popStack.pop();
    }

    // Get the front element.
    int peek(void) {
        if(popStack.empty())
        {
            while(!pushStack.empty())
            {
                popStack.push(pushStack.top());
                pushStack.pop();
            }
        }
        return popStack.top();
    }

    // Return whether the queue is empty.
    bool empty(void) {
        return pushStack.empty()&&popStack.empty();
    }

    private:
    stack<int> pushStack;//数据被插入到这个栈中
    stack<int> popStack;//数据从这个栈中弹出
};

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