C++实现用两个栈模拟一个队列

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本文介绍了一种使用两个栈来实现队列的方法。通过将数据依次压入第一个栈，再将第一个栈的所有元素转移到第二个栈，可以实现队列的先进先出特性。当需要在队列尾部插入数据时，直接压入第一个栈；当需要删除队列头部数据时，检查第二个栈，若为空则将第一个栈所有元素转移过来。

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问题描述

用两个栈来实现一个队列，队列的声明如下，实现其中的两个函数，分别完成在队列尾部插入节点和在队列头部删除节点的操作。

声明:

template <typename T> class CQueue
{
public:
    CQueue(void);
    ~CQueue(void);

    void appendTail(const T& element)
    T deleteHead();

privite:
    stack <T> stack1;
    stack <T> stack2;    
}

其中appendTail函数是队列尾部插入节点函数，deleteHead是删除队列头部节点函数。

问题分析

众所周知栈是一种先进后出的结构，而队列是先进先出的。如果我们需要使用两个FILO的结构实现FIFO，不妨这么思考：

分别给两个栈编号，叫做stack1和stack2.我们插入数据时，先将数据都按顺序给stack1里压栈。比如我传入的数据是1，2，3，按照队列来说输出也应该是1，2，3.我们先将1，2，3压入stack1，那么此时stack1从栈底到栈顶分别为1，2，3.接着，我们将stack1全部出栈，并且每出一个就向stack2压栈。完成这步操作之后，stack2中的数据从栈底到栈顶就是3，2，1了。此时对stack2进行出栈操作，顺序就和队列的完全一样了。

那么，如果我们现在已经将stack1中的数据全部压栈进入stack2了，这时又插入了一个数据，该怎么处理呢？

我们只需将新插入的数据压入stack1，并且只要stack2非空的话，stack1就不用向stack2压栈。这样就保证了即使新插入数据，也不会对模拟队列造成影响。

对于题中要求的两个函数：首先第一个要求在队列尾插入数据。我们经过上面的分析相信你也体会到了，其实stack1就是我们模拟队列的队尾。只不过“队尾”中的节点需要出栈再压入stack2才能用于出队。所以具体实现只需要stack1.push（element）。

第二个问题：先判断stack2是否空，为空的话就从stack1中拿节点压栈。如果stack1也为空的话，队列就是真正的空队，无法进行pop操作了。否则，定义一个T类型的变量，记录stack2.top()用于返回，然后stack2调用一次pop函数即可。

具体代码：

template <typename T> void CQueue <T>::appendTail(const T& element)
{
    stack1.push(element);
}

template <typename T> T CQueue<T>::deleteHead()
{
    if(stack2.size() <= 0)
    {
        while(stack1.size() > 0)
        {
            T& data = stack1.top();
            stack1.pop();
            stack2.push(data);
        }
    }

    if(stack2.size() == 0)
    {
        throw new exception("Queue is empty.");
    }

    T head = stack2.top();
    stack2.pop();
    return head;
}