剑指offer--用两个栈实现队列

记录《剑指offer》上的算法题。

题目描述如下：

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结点和在队列头部删除结点的功能。

队列的声明如下：

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

    void appendTail(const T& node);
    T deleteHead();
    bool empty(){
        return (stack1.size() == 0 && stack2.size() == 0);
    }
private:
    stack<T> stack1;
    stack<T> stack2;
};

实现的代码如下：

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

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 std::exception("queue is empty");

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

    return head;
}

实现的思路是使用stack1来存储插入的数据，而需要删除的时候，先将stack1的元素都压入stack2中，此时得到的stack2的栈顶元素就是最先插入的元素，并且依次删除stack2的元素得到的元素也是按顺序插入队列的元素顺序，也就是删除的时候先弹出stack2的元素，如果它为空，则查看stack1中是否也是空，如果是空，说明队列是空，不是空，则先弹出到stack2中，然后再依次弹出stack2的元素。

相关的一个题目是用两个队列实现一个栈，实现的思路是，压入元素的时候将元素都压入非空的队列，然后在弹出元素的时候，将非空队列的元素都压入另一个空的队列，除了队尾元素，此时队尾元素就是最后压入栈的元素，也是弹出的第一个元素。

实现代码如下：

#ifndef CSTACK_H_
#define CSTACK_H_
#include<queue>
using std::queue;

template <typename T>
class CStack{
public:
    CStack(){}
    ~CStack(){}

    void append(const T& data);
    T remove();
    bool empty(){
        return q1.empty() && q2.empty();
    }
private:
    queue<T> q1;
    queue<T> q2;
};

template<typename T>
void CStack<T>::append(const T& data){
    // 插入首选非空的队列，当两个队列都空的时候，默认插入队列1
    if (q1.empty()){
        q2.push(data);
    }
    else{
        q1.push(data);
    }
}

template<typename T>
T CStack<T>::remove(){
    // 删除元素的时候，将非空的队列的所有元素，除了队尾元素外，都插入到空的队列中
    T res;
    if (q1.empty()){
        while (q2.size() > 1){
            T& data = q2.front();
            q2.pop();
            q1.push(data);
        }
        res = q2.front();
        q2.pop();
    }
    else{
        while (q1.size() > 1){
            T& data = q1.front();
            q1.pop();
            q2.push(data);
        }
        res = q1.front();
        q1.pop();
    }
    return res;
}
#endif

完整的代码例子可以查看我的Github。