【左程云Java算法】Chapter1-2:由两个栈组成的队列

【左程云Java算法】Chapter1-2:由两个栈组成的队列
【题目】
编写一个类，用两个栈实现队列，支持队列的基本操作（add、poll、peek）。

【难度】
尉★★☆☆
【解答】
栈的特点是先进后出，而队列的特点是先进先出。我们用两个栈正好能把顺序反过来实现类似队列的操作。具体实现时是一个栈作为压入栈，在压入数据时只往这个栈中压入，记为stackPush；另一个栈只作为弹出栈，在弹出数据时只从这个栈弹出，记为stackPop。因为数据压入栈的时候，顺序是先进后出的。那么只要把stackPush的数据再压入stackPop中，顺序就变回来了。例如，将1~5依次压入stackPush，那 么 从stackPush的栈顶到栈底为5_{1，此时依次再将5}1倒入stackPop，那么从stackPop的栈顶到栈底就变成了1~5。再从stackPop弹出时，顺序就像队列一样，如图1-3所示。

听起来虽然简单，实际上必须做到以下两点。
1．如果stackPush要往stackPop中压入数据，那么必须一次性把stackPush中的数据全部压入。
2．如果stackPop不为空，stackPush绝对不能向stackPop中压入 数据。
违反了以上两点都会发生错误。
违反1的情况举例：1_{5依次压入stackPush，stackPush的栈顶到栈底为5}1，从stackPush压入stackPop时，只将5和4压入了stackPop，stackPush还剩下1、2、3没有压入。此时如果用户想进行弹出操作，那么4将最先弹出，与预想的队列顺序就不一致。
违反2的情况举例：1_{5依次压入stackPush，stackPush将所有的数据压入stackPop，此时从stackPop的栈顶到栈底就变成了1}5。此时又有6_{10依次压入stackPush，stackPop不为空，stackPush不能向其中压入数据。如果违反2压入了stackPop，从stackPop的栈顶到栈底就变成了6}10、1~5。那么此时如果用户想进行弹出操作，6将最先弹出，与预想的队列顺序就不一致。
上面介绍 了压 入数据的注意事项。那么这个压入数据的操作在何时发生呢？
这个选择的时机可以有很多，调用add、poll和peek三种方法中的任何一种时发生“压”入数据的行为都是可以的。只要满足如上提到的两点，就不会出错。具体实现请参看如下的TwoStacksQueue类：

class TwoStackQueue {
    public Stack<Integer> stackPush;
    public Stack<Integer> stackPop;

    public TwoStackQueue(){
        stackPush = new Stack<Integer>();
        stackPop = new Stack<Integer>();
    }

    // push栈向pop栈倒入数据
    private void pushToPop(){
        if(stackPop.empty()){
            while (!stackPush.empty()){
                stackPop.push(stackPush.pop());
            }
        }
    }

    public void add(int pushInt){
        stackPush.push(pushInt);
        pushToPop();
    }

    public int poll(){
        if(stackPop.empty() && stackPush.empty()){
            throw new RuntimeException("Queue is empty!");
        }
        pushToPop();
        return stackPop.pop();
    }

    public int peek(){
        if(stackPop.empty() && stackPush.empty()){
            throw new RuntimeException("Queue is empty!");
        }
        pushToPop();
        return stackPop.peek();
    }
}

开源地址

开源地址：https://github.com/hankangwen/AlgorithmByJava