leetcode-用两个栈实现队列

最新推荐文章于 2024-08-10 10:43:15 发布

原创最新推荐文章于 2024-08-10 10:43:15 发布 · 248 阅读

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#java #python #leetcode #数据结构 #算法

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本文介绍了一种使用两个栈来实现队列的方法，通过详细解释其工作原理和提供Java及Python代码示例，展示了如何在队列尾部插入元素和在头部删除元素，同时分析了时间复杂度和空间复杂度。

题目来自LeetCode，链接：面试题09. 用两个栈实现队列。具体描述：用两个栈实现一个队列。队列的声明如下，请实现它的两个函数 appendTail 和 deleteHead ，分别完成在队列尾部插入整数和在队列头部删除整数的功能。(若队列中没有元素，deleteHead 操作返回 -1 )

示例1：

输入：
["CQueue","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[3],[],[]]
输出：[null,null,3,-1]

示例2：

输入：
["CQueue","deleteHead","appendTail","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[],[5],[2],[],[]]
输出：[null,-1,null,null,5,2]

这里用一个栈stack_in专门用来插入元素，另外一个栈stack_out专门用于删除。也就是在appendTail里面，总是向栈stack_in添加元素，然后删除元素的时候看stack_out里面有没有元素，有的话直接出栈栈顶元素，没有的话看stack_in有没有元素，也没有的话就需要返回-1，有的话我们将stack_in的元素出栈，并逐个入栈到stack_out里去（注意在这里实现了栈顶元素为最先进栈stack_in的，所以从stack_out出栈的各个元素的顺序就是队列的先进先出了）。对于appendTail操作明显时间复杂度和空间复杂度均为 $O (1)$ ，对于删除操作，因为每个元素最多需要从stack_in出栈一次并入栈一次stack_out，所以时间复杂度为 $O (n)$ ，空间复杂度也是 $O (n)$ 。

JAVA版代码如下：

class CQueue {
    private Stack<Integer> stack_in;
    private Stack<Integer> stack_out;

    public CQueue() {
        stack_in = new Stack<>();
        stack_out = new Stack<>();
    }
    
    public void appendTail(int value) {
        stack_in.push(value);
    }
    
    public int deleteHead() {
        if (stack_in.isEmpty() && stack_out.isEmpty()) {
            return -1;
        }
        if (stack_out.isEmpty()) {
            while (!stack_in.isEmpty()) {
                stack_out.push(stack_in.pop());
            }
        }
        return stack_out.pop();
    }
}

/**
 * Your CQueue object will be instantiated and called as such:
 * CQueue obj = new CQueue();
 * obj.appendTail(value);
 * int param_2 = obj.deleteHead();
 */

提交结果如下:

Python版代码如下：

class CQueue:

    def __init__(self):
        self.stack_in = []
        self.stack_out = []

    def appendTail(self, value: int) -> None:
        self.stack_in.append(value)

    def deleteHead(self) -> int:
        if len(self.stack_in) == 0 and len(self.stack_out) == 0:
            return -1
        if len(self.stack_out) == 0:
            while len(self.stack_in) > 0:
                self.stack_out.append(self.stack_in.pop())
        return self.stack_out.pop()


# Your CQueue object will be instantiated and called as such:
# obj = CQueue()
# obj.appendTail(value)
# param_2 = obj.deleteHead()

提交结果如下: