图解LeetCode——剑指 Offer 09. 用两个栈实现队列

一、题目

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整数和在队列头部删除整数的功能。(若队列中没有元素，deleteHead 操作返回 -1 )

二、示例

示例 1：

【输入】["CQueue","appendTail","deleteHead","deleteHead","deleteHead"]

[[],[3],[],[],[]]

【输出】[null,null,3,-1,-1]

示例 2：

【输入】["CQueue","deleteHead","appendTail","appendTail","deleteHead","deleteHead"]

[[],[],[5],[2],[],[]]

【输出】[null,-1,null,null,5,2]

提示：

• 1 <= values <= 10000
• 最多会对 appendTail、deleteHead 进行 10000 次调用

三、解题思路

• 因为题目要求，通过2个堆栈的数据结构来实现1个队列的数据结构，那么要解答这道题，我们就需要明白栈和队列的相关特性：

【栈】对于元素采用先进后出的操作方式。

【队列】对于元素采用先进先出的操作方式。

• 既然我们了解了栈和队列对于元素维护的操作方式，那么我们其实就可以利用两个栈的先进先出特性模拟出一个队列。即：

stackIn：只负责添加元素操作的栈；

stackOut：只负责获取/移除操作的栈；

• 那么当添加元素的时候，只需要向栈stackIn添加即可；那么当调用获取元素的时候，我们只需要从stackOut中弹出栈顶元素即可。
• 那么如果stackOut中为空了怎么办呢？我们会尝试将当前stackIn中所有的元素移动到stackOut中，然后再执行弹出栈顶元素操作。但是，如果stackIn中也为空的话，我们就直接返回-1即可。具体操作逻辑请见下图所示：

• 最后需要说明一下，就是在题解中，为了提升执行速度，我们没有采用Stack类，而是采用Deque（双向队列）类中的addLast(...)和removeLast()方法来模拟栈结构。

四、代码实现

classCQueue {
privateDeque<Integer>stackIn, stackOut;
publicCQueue() {
stackIn=newArrayDeque<>();
stackOut=newArrayDeque();
    }
publicvoidappendTail(intvalue) {
stackIn.addLast(value);
    }
publicintdeleteHead() {
if (!stackOut.isEmpty()) returnstackOut.removeLast();
if (stackIn.isEmpty()) return-1;
while (!stackIn.isEmpty()) 
stackOut.addLast(stackIn.removeLast());
returnstackOut.removeLast();
    }
}

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