Day21（栈与队列）

💫有人说坚持21天就能养成好习惯，我什么时候能够连续学习21天呢，真的挺难的，感觉自己总是找各种理由拖延

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📆学习日期：2025年3月21日21:19:26

💻学习内容：用队列实现栈

⏲️学习时长：1h30min

练习题目-用队列实现栈

题目描述

225. 用队列实现栈 - 力扣（LeetCode） 简单

请你仅使用两个队列实现一个后入先出（LIFO）的栈，并支持普通栈的全部四种操作（push、top、pop 和 empty）。实现 MyStack 类：

• void push(int x) 将元素 x 压入栈顶。
• int pop() 移除并返回栈顶元素。
• int top() 返回栈顶元素。
• boolean empty() 如果栈是空的，返回 true ；否则，返回 false 。

注意：

• 你只能使用队列的标准操作 —— 也就是 push to back、peek/pop from front、size 和 is empty 这些操作。
• 你所使用的语言也许不支持队列。 你可以使用 list （列表）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。

示例：

输入：
["MyStack", "push", "push", "top", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出：
[null, null, null, 2, 2, false]

解释：
MyStack myStack = new MyStack();
myStack.push(1);
myStack.push(2);
myStack.top(); // 返回 2
myStack.pop(); // 返回 2
myStack.empty(); // 返回 False

提示：

• 1 <= x <= 9
• 最多调用100 次 push、pop、top 和 empty
• 每次调用 pop 和 top 都保证栈不为空

进阶：你能否仅用一个队列来实现栈。

解题思路

• 整体思路&&注意事项

1. 使用两个队列可以实现，使用一个队列也可以实现。

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• 代码实现1-一个队列

1. push(): 入栈=入队列
2. pop(): 将队尾元素之前的元素全部弹出后再入队，最终只弹出队尾元素
3. top():获取栈顶元素=获取队尾元素
4. empty()：队长为0即栈为空

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• 代码实现2-两个队列

用两个队列que1和que2实现队列的功能，que2其实完全就是一个备份的作用，把que1最后面的元素以外的元素都备份到que2，然后弹出最后面的元素，再把其他元素从que2导回que1。

1. push(): 入栈=入队列
2. pop():
3. top():获取栈顶元素=获取队尾元素
4. empty()：队长为0即栈为空

Bug

//双队列实现栈
class MyStack {
public:
    queue<int> que1;
    queue<int> que2;//辅助队列，用于备份

    MyStack() {
        
    }
    
    void push(int x) {
        que1.push(x);//入栈=入队
        
    }
    
    int pop() {
        int size=que1.size();//获取队长
        size--;
        while(size--){//将que1的数据备份导入到que2中，保留最后一个元素
            que2.push(que1.front());//导入
            que1.pop();//弹出
        }

        int result=que1.front();//获取到要弹出的最后一个元素
        que1.pop();//弹出
        
        que1=que2;//将备份重新赋值给que1（此时目标元素已经弹出）
        while(!que2.empty()){//清空备份队列que2
            que2.pop();
        }

        return result;
        
    }
    
    //要求不能直接使用back()函数获取队尾元素
    //代码与pop函数类似，只是在弹出元素之后需要将队尾元素再压入que2，保持原先的顺序
    //可以复用吗？
    int top() {
        int size=que1.size();//获取队长
        size--;
        while(size--){//将que1的数据备份导入到que2中，保留最后一个元素
            que2.push(que1.front());//导入
            que1.pop();//弹出
        }

        int result=que1.front();//获取到要弹出的最后一个元素
        que2.push(que1.front()); 获取值后将最后一个元素也加入que2中，保持原本的结构不变
        que1.pop();//弹出
        
        que1=que2;//将备份重新赋值给que1（此时目标元素已经弹出）
        while(!que2.empty()){//清空备份队列que2
            que2.pop();
        }

        return result;

        
    }
    
    bool empty() {
        return que1.empty();
        
    }
};

/**
 * 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();
 * bool param_4 = obj->empty();
 */

//单队列实现栈
class MyStack {
public:
    queue<int> que;

    MyStack() {
        
    }
    
    void push(int x) {
        que.push(x);//入栈=入队
        
    }
    
    int pop() {
        int size=que.size();//获取队长
        size--;
        while(size--){//将que中最后一个元素之外的数据全部弹出后再压入，注意操作，先push存过去，再pop,否则丢失元素了
            que.push(que.front());//压入
            que.pop();//弹出   
        }

        int result=que.front();//获取到要弹出的元素
        que.pop();//弹出

        return result;
        
    }
    
    //若要求不能直接使用back()函数获取队尾元素
    //代码与pop函数类似，只是在弹出目标元素之后需要将队尾元素再压入que，保持原先的顺序
    //可以复用吗？
    int top() {
        int size=que.size();//获取队长
        size--;
        while(size--){//将que中最后一个元素之外的数据全部弹出后再压入，注意操作，先push存过去，再pop,否则丢失元素了
            que.push(que.front());//压入
            que.pop();//弹出
        }

        int result=que.front();//获取到要弹出的元素
        que.push(que.front());//压入，保持原先的结构不变
        que.pop();//弹出

        return result;

        
    }
    
    bool empty() {
        return que.empty();
        
    }
};

/**
 * 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();
 * bool param_4 = obj->empty();
 */

学习总结

1. 注意数据的操作，一定是先“存”后“删”，否则数据丢失

• 人的思考过程是“拿出来又放回去”，但在计算机的思维中，拿出来就表示没有这个数据了，因此需要先放过去，再删掉原来的。

 while(size--){//将que中最后一个元素之外的数据全部弹出后再压入，注意操作，先push存过去，再pop,否则丢失元素了
    que.push(que.front());//压入
    que.pop();//弹出 
        }
//错误：
 while(size--){//将que中最后一个元素之外的数据全部弹出后再压入，
    que.pop();//弹出 
    que.push(que.front());//压入
     }

1. 复杂度分析

• 时间复杂度: pop为O(n)，top为O(n)，其他为O(1)
• 空间复杂度: O(n)

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