大家好,我是小魔龙,Unity3D软件工程师,VR、AR,虚拟仿真方向,不定时更新软件开发技巧,生活感悟,觉得有用记得一键三连哦。
一、题目
1、算法题目
“使用两个队列实现一个后入先出的栈,支持栈的全部四种操作。”
2、题目描述
请你仅使用两个队列实现一个后入先出(LIFO)的栈,并支持普通栈的全部四种操作(push、top、pop 和 empty)。
实现 MyStack 类:
- void push(int x) 将元素 x 压入栈顶。
- int pop() 移除并返回栈顶元素。
- int top() 返回栈顶元素。
- boolean empty() 如果栈是空的,返回 true ;否则,返回 false 。
注意:
- 你只能使用队列的基本操作 —— 也就是 push to back、peek/pop from front、size 和 is empty 这些操作。
- 你所使用的语言也许不支持队列。 你可以使用 list (列表)或者 deque(双端队列)来模拟一个队列 , 只要是标准的队列操作即可。
示例 1: 输入: ["MyStack", "push", "push", "top", "pop", "empty"] [[], [1], [2], [], [], []] 输出: [null, null, null, 2, 2, false] 解释: MyStack myStack = new MyStack(); myStack.push(1); myStack.push(2); myStack.top(); // 返回 2 myStack.pop(); // 返回 2 myStack.empty(); // 返回 False
示例 2:
二、解题
1、思路分析
题意要求使用两个队列实现一个后入先出(LIFO)的栈,并实现栈的全部四种操作(push、top、pop 和 empty)。
栈是后进先出的数据机构,元素从顶端入栈,从顶端出栈。
队列是一种先进先出的数据结构,元素从后端入队,从前端出队。
为了满足栈的特性,也就是后入先出,在实现队列实现栈时,应该满足前端的元素是最后入栈的元素。
用两个队列,其中一个队列用于存储栈内的元素,两一个队列作为入栈操作的辅助队列。
在入栈时,先将元素入队到队列2,然后将队列1的全部元素依次出队并入队到队列2,此时队列2的前端元素即为新入栈的元素,再将队列1和队列2互换,队列1的元素即为栈内的元素,队列1的前端和后端对应栈顶和栈底。
出栈操作,只需要移除队列1的前端元素并返回,获得栈顶元素操作只需要获得队列1的前端元素并返回。
判断是否为空,可以判断队列1是否为空即可。
2、代码实现
代码参考:
class MyStack { Queue<Integer> queue1; Queue<Integer> queue2; /** Initialize your data structure here. */ public MyStack() { queue1 = new LinkedList<Integer>(); queue2 = new LinkedList<Integer>(); } /** Push element x onto stack. */ public void push(int x) { queue2.offer(x); while (!queue1.isEmpty()) { queue2.offer(queue1.poll()); } Queue<Integer> temp = queue1; queue1 = queue2; queue2 = temp; } /** Removes the element on top of the stack and returns that element. */ public int pop() { return queue1.poll(); } /** Get the top element. */ public int top() { return queue1.peek(); } /** Returns whether the stack is empty. */ public boolean empty() { return queue1.isEmpty(); } }
3、时间复杂度
时间复杂度:O(n)
入栈操作的时间复杂度为O(n),其中n是栈内元素的个数。
空间复杂度:O(n)
其中n是栈内元素的个数,需要使用两个队列存储栈内的元素。
三、总结
一个队列为主队列,一个为辅助队列。
当入栈操作时,我们先将主队列内容导入辅助队列,然后将入栈元素放入主队列队头位置,再将辅助队列内容,依次添加进主队列即可。