用队列实现栈和用栈实现队列

本文介绍如何使用队列实现栈的功能,以及如何利用栈来实现队列的行为。通过两个具体的类实现,展示了数据结构转换的基本原理。

用队列实现栈

class MyStack {

public:

    MyStack() {

    }

    queue<int> q1,q2;

    void push(int x) {

        q1.push(x);

    }

    

    int pop() {

        while(q1.size()>1){

            q2.push(q1.front());

            q1.pop();

        }

        int a = q1.front();

        q1 = q2;

        while(!q2.empty()){

            q2.pop();

        }

        return a;

    }

    

    int top() {

        return q1.back();

    }

    

    bool empty() {

        return q1.empty();

    }

};

用栈实现队列

class MyQueue {

public:

    MyQueue() {

    }

    stack<int>s1,s2;

    void push(int x) {

        s1.push(x);

    }

    

    int pop() {

        if(s2.empty()){

            while(!s1.empty()){

                s2.push(s1.top());

                s1.pop();

            }

        }

        int a = s2.top();

        s2.pop();

        return a;

    }

    

    int peek() {

        if(s2.empty()){

            while(!s1.empty()){

                s2.push(s1.top());

                s1.pop();

            }

        }

        int a = s2.top();

        return a;

    }

    bool empty() {

        return s1.empty()&&s2.empty();

    }

};

### 用队列实现 要使用队列实现,可以采用一个或两个队列的方式。其中,使用一个队列实现的思路是:每次入操作时,将元素添加到队列的末尾,并保持队列的先进先出特性。为了实现的后进先出特性,每次出时,需要将队列中除最后一个元素外的其他元素依次出队并重新入队,使最后一个元素位于队列的前端。具体操作如下: - **入操作**:直接将元素入队即可。 - **出操作**:将队列中除最后一个元素外的所有元素出队并重新入队,然后将最后一个元素出队。 - **获取顶元素**:与出操作类似,但只需获取最后一个元素的值而不将其移除队列。 - **判空操作**:检查队列是否为空。 通过这种方式,可以确保的后进先出特性被正确实现。 ### 用实现队列 使用两个实现队列的操作更为直观。两个分别命名为 `stack1` `stack2`,其中 `stack1` 用于入队操作,`stack2` 用于出队操作。具体实现如下: - **入队操作**:将元素压入 `stack1`。 - **出队操作**:如果 `stack2` 为空,则将 `stack1` 中的所有元素依次弹出并压入 `stack2`,然后从 `stack2` 弹出顶部元素;如果 `stack2` 不为空,则直接从 `stack2` 弹出顶部元素。 - **获取队列前端元素**:与出队操作类似,但只需获取 `stack2` 的顶部元素(如果 `stack2` 为空,则先将 `stack1` 的元素转移到 `stack2`)。 - **判空操作**:同时检查 `stack1` `stack2` 是否为空。 这种方法能够很好地模拟队列的先进先出特性[^4]。 ### 示例代码 #### 用队列实现(Python) ```python from collections import deque class MyStack: def __init__(self): self.queue = deque() def push(self, x: int) -> None: self.queue.append(x) # 将队列中除新加入元素外的其他元素重新入队 for _ in range(len(self.queue) - 1): self.queue.append(self.queue.popleft()) def pop(self) -> int: return self.queue.popleft() def top(self) -> int: return self.queue[0] def empty(self) -> bool: return len(self.queue) == 0 ``` #### 用实现队列(Python) ```python class MyQueue: def __init__(self): self.stack1 = [] self.stack2 = [] def push(self, x: int) -> None: self.stack1.append(x) def pop(self) -> int: if not self.stack2: while self.stack1: self.stack2.append(self.stack1.pop()) return self.stack2.pop() def peek(self) -> int: if not self.stack2: while self.stack1: self.stack2.append(self.stack1.pop()) return self.stack2[-1] def empty(self) -> bool: return not self.stack1 and not self.stack2 ``` ### 总结 - **用队列实现**:利用队列的先进先出特性,通过调整队列中的元素顺序模拟的后进先出特性。 - **用实现队列**:通过两个的配合,模拟队列的先进先出特性,确保入队出队操作的时间复杂度尽可能低。
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