Implementation of queue with 2 stack

最新推荐文章于 2025-08-10 01:58:58 发布

souldak

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分类专栏： Data Structure 文章标签： queue c++ stack class

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/souldak/article/details/10519847

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本文介绍了如何利用两个栈来实现队列的功能，包括原始想法、改进方法（懒更新）、代码实现以及时间复杂度分析。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

如何用两个栈来实现一个队列呢？

一种很直接的想法是先push 到stack1的，然后stack1 整个再push到stack2，这样的话stack2就是最先的element在最上面了。每次push新元素，先stack2移到stack1，然后push新元素到stack2，再将stack1的元素push回stack2，pop时直接pop stack2就行，但是这样push的操作就不是O(1)的，而是O(n). 而且每添加一个元素都需要移动所有的元素。

改进：lazy update

push时push到stack1，pop时从stack2取，如果stack2为空，则将stack1的push到stack2中。这样平均下来，push和pop都是O(1)的。pop为什么也是O(1)? 因为假设这次pop stack2没有element了，那么从stack1 取了m个到stack2，每个element计一次操作，但是接下来的m-1次pop是不需要取了，只需要一次pop就行，相当于每个element再加上一次操作。总共就是每个element 2次操作就pop出来了，所以时间是O(1).

/**
 * @file QueueWith2Stacks3-5.cpp
 * @Brief This queue is implemented with the help of two stack.
 * @author  Brian 
 * @version 1.0
 * @date 2013-08-29
 */

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <stack>

using namespace std; 

template<class T>
class Queue{
    stack<T> s1;
    stack<T> s2;
    public:
        void push(const T& val){
            s1.push(val);
        }
        T& front(){
            if(s2.empty()){
                while(!s1.empty()){
                    s2.push(s1.top());
                    s1.pop();
                }
            }
            return s2.top();
        }
        void pop(){
            if(s2.empty()){
                while(!s1.empty()){
                    s2.push(s1.top());
                    s1.pop();
                }
            }
            s2.pop();
        }
        size_t size(){
            return s1.size()+s2.size();
        }
};

int main(){
    Queue<int> q;
    q.push(1);
    q.push(2);
    q.push(3);
    cout<<q.size()<<endl;
    cout<<q.front()<<endl;
    q.pop();
    cout<<q.front()<<endl;
    q.pop();
    cout<<q.front()<<endl;
    return 0;
}