leetcode【栈与队列—简单】 225. 用队列实现栈

原创

长路Java 2021-11-04 10:02:07 ©著作权

文章标签 leetcode 算法职场和发展双端队列出队 文章分类 代码人生

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文章目录

前言
题目
题解
- NO1：两个单队列实现
- NO2：一个双端队列实现
参考文章

前言

哈喽，我是长路，目前刚刚大三，方向是后端也偶尔捣鼓下前端，现在的主语言是Java。之前一大段时间都是在学习web开发的一些技术，就很久没有进行类似于数据结构、算法之类的学习与刷题，打算这段时间拾起来好好学一学、搞一搞。

这段时间也是机缘巧合看到草帽路飞的博客，加了自学群，正巧看到博主组织在群里组织了leetcode刷题打卡活动，我也就参与进来，为期一个月，打算坚持每天都花一些时间做一些题目，并通过博客的方式来进行记录。

目前跟着一个Github仓库刷题(leetcode)：代码随想录leetcode刷题，当前为栈与队列专题。

题目

题目来源leetcode

leetcode地址：225. 用队列实现栈，难度：简单。

题目描述(摘自leetcode)：

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：
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
 
提示：
1 <= x <= 9
最多调用100 次 push、pop、top 和 empty
每次调用 pop 和 top 都保证栈不为空
 
进阶：你能否实现每种操作的均摊时间复杂度为 O(1) 的栈？换句话说，执行 n 个操作的总时间复杂度 O(n) ，尽管其中某个操作可能需要比其他操作更长的时间。你可以使用两个以上的队列。

本地调试代码：

class MyStack {
    
    public MyStack() {
    }
    
    public void push(int x) {
    }
    
    public int pop() {
    }
    
    public int top() {
    }
    
    public boolean empty() {
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyStack myStack = new MyStack();
        myStack.push(1);
        myStack.push(2);
        myStack.push(3);
        System.out.println(myStack.pop());
        System.out.println(myStack.pop());
        System.out.println(myStack.pop());
    }
}

题解

NO1：两个单队列实现

思路：两个队列，出队通过队列1来进行。每插入一个元素，先插入到队列2，接着将队列1中的元素全部插入到队列2，接着队列1与队列2进行互换。之后重复操作。

①插入1
 队列1：[]  队列2：[1]
 队列1：[1]  队列2：[]
②插入2
 队列1：[1]  队列2：[2]
 队列1：[]  队列2：[1,2]
 队列1：[1,2]  队列2：[]
此时出队列顺序先是2，接着是1，此时就实现了栈。

代码：

class MyStack {
    private Queue<Integer> queue1;
    private Queue<Integer> queue2;//辅助队列，入队是先存储到该队列

    public MyStack() {
        queue1 = new LinkedList<>();
        queue2 = new LinkedList<>();
    }

    public void push(int x) {
        queue2.offer(x);
        //将原本队列1中的内容进行存储到队列2（构成栈）
        while (!queue1.isEmpty()) {
            queue2.offer(queue1.poll());
        }
        //交换queue1与queue2，因为之后使用的是queue1来进行出队
        Queue<Integer> tempQueue = queue1;
        queue1 = queue2;
        queue2 = tempQueue;
    }

    public int pop() {
        return queue1.poll();
    }

    public int top() {
        return queue1.peek();
    }

    public boolean empty() {
        return queue1.isEmpty();
    }
}

NO2：一个双端队列实现

思路：用一个双端队列来实现

每push一个数据就添加到队头，如下：
①添加1  [1]
②添加2  [1,2]
③添加3  [1,2,3]
之后pop出数据每次从队头获取
① pop() 取出3   [1,2]
② pop() 取出2   [1]
③ pop() 取出1   []
这样的添加与取方式就已经构成了栈的形式

代码：

class MyStack {

    //定义一个双端队列
    private Deque<Integer> queue;

    public MyStack() {
        queue = new ArrayDeque<>();
    }

    public void push(int x) {
        queue.offerFirst(x);//添加到队头
    }

    public int pop() {
        return queue.pollFirst();//出队头
    }

    public int top() {
        return queue.peekFirst();//打印队头数据
    }

    public boolean empty() {
        return queue.isEmpty();
    }
    
}