Implement queue with two stack 用两个堆实现队列

shendezhuti

于 2017-10-24 10:10:34 发布

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分类专栏：算法与数据结构 Java

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本文介绍了如何利用两个堆来实现一个队列，确保每个队列操作的平均成本为常数级别的堆操作。进队操作将元素推入inbox，而出队操作则检查outbox，若为空则将inbox元素弹出并推入outbox，否则直接从outbox弹出元素。给出了具体的Java代码实现。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

在上国外某教授的algorithm课，课后有一个小quiz，问题如下

Implement a queue with two stacks so that each queue operations takes a constant amortized number of stack operations.

用两个堆实现一个队列，这个队列每次操作的消耗应该是堆操作的分期常量。

我们知道队列里的元素满足先进先出的原则，而堆里面的元素满足后进先出原则。那么我们可以这么来做：

如果我们把这个俩个堆分为inbox 和outbox

进队（enqueue)

我们把元素push放入inbox

出队（dequeue）

发现如果outbox是empty的，我们把inbox里面的元素pop拿出来并且push放入outbox中

发现outbox不为空，则就将outbox里面的元素pop返回拿出来

java代码如下

public class QueueWithTwoStack {
  private Stack inbox=new Stack();
  private Stack outbox=new Stack();
  
  	public void enqueue(T item){
  		inbox.push(item);
  	}
  
  	public T dequeue(){
  		if(outbox.isEmpty()){
  			while(!inbox.isEmpty()){
  				outbox.push(inbox.pop());
  			}
  		}
  		
  		return outbox.pop();
  	}
  
  	
  	public static void main(String args[]){
  		QueueWithTwoStack test=new QueueWithTwoStack<>();
  		for (int i=0;i<5;i++){
  		test.enqueue(i);
  		}
  		
  		for (int i=0;i<5;i++){
  		int j=	test.dequeue();
  		System.out.println(j);
  		}
  	}
  	/**output:
  	 * 0
  	 * 1
  	 * 2
  	 * 3
  	 * 4
  	 */
}