题目概述(简单难度)
请你仅使用两个栈实现先入先出队列。队列应当支持一般队列支持的所有操作(push、pop、peek、empty):
实现 MyQueue 类:
void push(int x) 将元素 x 推到队列的末尾
int pop() 从队列的开头移除并返回元素
int peek() 返回队列开头的元素
boolean empty() 如果队列为空,返回 true ;否则,返回 false
说明:
你只能使用标准的栈操作 —— 也就是只有 push to top, peek/pop from top, size, 和 is empty 操作是合法的。
你所使用的语言也许不支持栈。你可以使用 list 或者 deque(双端队列)来模拟一个栈,只要是标准的栈操作即可。
进阶:
你能否实现每个操作均摊时间复杂度为 O(1) 的队列?换句话说,执行 n 个操作的总时间复杂度为 O(n),即使其中一个操作可能花费较长时间。
示例:
输入: ["MyQueue", "push", "push", "peek", "pop", "empty"] [[], [1], [2], [], [], []] 输出: [null, null, null, 1, 1, false] 解释: MyQueue myQueue = new MyQueue(); myQueue.push(1); // queue is: [1] myQueue.push(2); // queue is: [1, 2] (leftmost is front of the queue) myQueue.peek(); // return 1 myQueue.pop(); // return 1, queue is [2] myQueue.empty(); // return false
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思路与代码
思路展现
很显然用一个栈是实现不了队列的,原因是假设我们现在有一组元素:12,23,34,45,56.现在假设只有一个栈实现队列,那么当12,23,34这三个元素入栈(入栈操作等价于入队)后,如果要是实现出队的功能的话,就需要我们将12这个元素先出队,但是我们是拿一个栈来实现队列的,相当于12是先入栈最后出栈的,所以出队的时候也是最后一个出的,不满足队列先入先出的规范,所以必须使用两个栈来实现队列.
那么来看我们的实现:
1:首先是定义两个栈stack1和stack2:
然后将12,23,34分别入到stack1当中去.
2:此时如果想要将12,23,34分别进行出队操作,那么底层实现的时候就将stack1中的这三个元素进行出栈操作,出栈后按照出栈顺序入到stack2中,如下图所示:
此时我们将12进行出栈操作,12第一个入栈,第一个出栈,符合队列先进先出的原理,此时紧接着23和34接着出栈即可.
后续当45,56这两个元素想要入队的时候,还是先入stack1这个栈,然后出栈的时候的操作依然是将stack1中的元素进行出栈,然后挨个入到stack2这个栈中,入了之后,再将stack2中的元素从上到下挨个弹出即可.
所以我们总结出stack1这个栈是专门执行入队操作的,stack2这个栈是专门执行出队操作的.
总结:
1:执行入队操作的时候,直接将所有元素入到stack1中去接口
2:执行出队操作的时候,首先判断stack2是否为空,如果不为空,将stack1中所有的元素全部导入到stack2当中去,然后将stack2的栈顶元素挨个出栈即可
如果stack2不为空,那么就先将stack2中的元素全部挨个出栈即可.后续还想出栈就将stack1中剩下的元素入stack2中,然后挨个弹出即可.
代码示例
class MyQueue { private Stack<Integer> stack1 = new Stack<>(); private Stack<Integer> stack2 = new Stack<>(); public MyQueue() { } /** 将元素 x 推到队列的末尾 */ public void push(int x) { stack1.push(x); } /** 从队列的开头移除并返回元素 */ public int pop() { //如果栈1和栈2都为空,说明没有要删除的元素,返回-1 if(empty()) { return -1; } if(stack2.isEmpty()) { //1:将stack1中的元素出栈,全部入到stack2中去. while(!stack1.isEmpty()) { stack2.push(stack1.pop()); } } //如果有,让stack2中的元素出栈,并返回即可. return stack2.pop(); } /** 返回队列开头的元素 */ public int peek() { //如果栈1和栈2都为空,说明没有要删除的元素,返回-1 if(empty()) { return -1; } if(stack2.isEmpty()) { //1:将stack1中的元素出栈,全部入到stack2中去. while(!stack1.isEmpty()) { stack2.push(stack1.pop()); } } //如果有,让stack2中的元素出栈,并返回即可. return stack2.peek(); } /** 如果队列为空,返回 true ;否则,返回 false */ public boolean empty() { return stack1.isEmpty() && stack2.isEmpty(); } }
总结
考察对于队列的掌握