LeetCode 232-用栈实现队列

本文介绍了如何利用两个栈来模拟队列的操作,包括push、pop、peek和empty。通过将一个栈作为输入栈,另一个栈作为输出栈,实现了队列的先进先出特性。在pop和peek操作时,如果输出栈为空,则将输入栈所有元素移到输出栈,确保队列的正确顺序。这种方法巧妙地利用了栈和队列的特性,实现了高效的队列操作。

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

解题思路:

栈的特点是“先进后出”,而队列的特点是“先进先出”。因此我们可以利用两个栈实现队列的特性。首先将一个栈当作输入栈,用于存储传入的数据;另一个辅助栈当作输出栈,用于输出操作。
具体实现:

  1. push: 首先向输入栈压入数据,其次在辅助栈为空的时候将输入栈的元素移到辅助栈
  2. 每次pop或peek时,若输出栈为空则将输入栈的全部数据依次弹出并压入输出栈,这样输出栈从栈顶往栈底的顺序就是队列从队首往队尾的顺序
  3. empty:当两个栈都没元素时,才表明为空

具体代码:

class MyQueue {
    Deque<Integer> stack_1;
    Deque<Integer> stack_2;
    /** Initialize your data structure here. */
    // 构造函数:新建两个栈
    public MyQueue() {
        stack_1 = new LinkedList<>();
        stack_2 = new LinkedList<>();
    }
    // 首先向栈1压入元素,其次在栈2为空的时候将栈1的元素移到栈2
    /** Push element x to the back of queue. */
    public void push(int x) {
        stack_1.push(x);
        if(stack_2.isEmpty()) {
            move(stack_1, stack_2);
        }
    }
    // 首先在栈2为空的时候将栈1的元素移到栈2,返回栈2栈顶的元素
    /** Removes the element from in front of queue and returns that element. */
    public int pop() {
        if(stack_2.isEmpty()) {
            move(stack_1, stack_2);
        }
        if(!stack_2.isEmpty()) {
            return stack_2.pop();
        }
        return -1;
    }
    // 首先在栈2为空的时候将栈1的元素移到栈2,获取栈2栈顶的元素
    /** Get the front element. */
    public int peek() {
        if(stack_2.isEmpty()) {
            move(stack_1, stack_2);
        }
        if(!stack_2.isEmpty()) {
            return stack_2.peek();
        }
        return -1;
    }
    // 当两个栈都没元素时,才表明为空
    /** Returns whether the queue is empty. */
    public boolean empty() {
        return stack_1.isEmpty() && stack_2.isEmpty();
    }
    
    // 将stack_1的元素移动到stack_2中
    public void move(Deque<Integer> stack_1, Deque<Integer> stack_2) {
        while(!stack_1.isEmpty()) {
            stack_2.push(stack_1.pop());
        }
    }
}

/**
 * Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
 * MyQueue obj = new MyQueue();
 * obj.push(x);
 * int param_2 = obj.pop();
 * int param_3 = obj.peek();
 * boolean param_4 = obj.empty();
 */

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