精选力扣500题第27题 LeetCode 232. 用栈实现队列c++ / java 详细题解

Posted 2021-05-29 林深时不见鹿

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了精选力扣500题第27题 LeetCode 232. 用栈实现队列c++ / java 详细题解相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

1、题目

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

提示：

1 <= x <= 9
最多调用 100 次 push、pop、peek和empty
假设所有操作都是有效的（例如，一个空的队列不会调用pop 或者 peek 操作）

2、思路

模拟含有1,2,3元素的队列queue

用两个栈a，b模拟队列，a是存元素的栈，b是辅助栈

1、push(int x)：直接将元素加入到a栈中
2、pop() – 即需要弹出栈底元素，我们先将a栈的所有元素插入辅助栈b中，然后弹出b栈顶元素，最后再将辅助栈b中的元素重新压入当前栈a中；
3、peek() – 返回栈顶元素，同理，我们先将a栈的所有元素插入辅助栈b中，然后输出b栈顶元素，最后再将辅助栈b中的元素重新压入当前栈a中，恢复当前栈a原状；
4、empty() – 返回当前栈是否为空；

时间复杂度分析：push(x) 和 emtpy()均只有一次操作，时间复杂度是 $O (1)$ ；pop()和 peek()涉及到 n次操作，所以时间复杂度是 $O (n)$ 。

3、c++代码

class MyQueue {
public:
    /** Initialize your data structure here. */
    stack<int>a,b; //定义两个栈
    /** Initialize your data structure here. */
    
    MyQueue() {

    }
    /** Push element x to the back of queue. */
     void push(int x) {
        a.push(x);
    }
    
    /** Removes the element from in front of queue and returns that element. */
    int pop() {
        while(a.size()) b.push(a.top()),a.pop();
        int t = b.top();    
        b.pop();
        while(b.size())   a.push(b.top()),b.pop();
        return t; 
    }
    
    /** Get the front element. */
     int peek() {
        while(a.size()) b.push(a.top()),a.pop();
        int t = b.top();    
        while(b.size())   a.push(b.top()),b.pop();
        return t; 
    }
    
    /** Returns whether the queue is empty. */
     bool empty() {
        return a.empty();
    }
};

/**
 * Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
 * MyQueue* obj = new MyQueue();
 * obj->push(x);
 * int param_2 = obj->pop();
 * int param_3 = obj->peek();
 * bool param_4 = obj->empty();
 */

4、java代码

class MyQueue {
    static Stack<Integer> a = new Stack<Integer>();
    static Stack<Integer> b = new Stack<Integer>();
    /** Initialize your data structure here. */
    public MyQueue() {
        a.clear();
        b.clear();
    }

    /** Push element x to the back of queue. */
    public void push(int x) {
        a.add(x);
    }

    /** Removes the element from in front of queue and returns that element. */
    public int pop() {
        int n = a.size();
        for(int i = 0;i < n - 1;i ++) b.add(a.pop());
        int t = a.pop();
        for(int i = 0;i < n - 1;i ++) a.add(b.pop());
        return t;
    }

    /** Get the front element. */
    public int peek() {
        int n = a.size();
        for(int i = 0;i < n - 1;i ++) b.add(a.pop());
        int t = a.peek();
        for(int i = 0;i < n - 1;i ++) a.add(b.pop());
        return t;
    }

    /** Returns whether the queue is empty. */
    public boolean empty() {
        return a.isEmpty();
    }
}

/**
 * Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
 * MyQueue obj = new MyQueue();
 * obj.push(x);
 * int param_2 = obj.pop();
 * int param_3 = obj.peek();
 * boolean param_4 = obj.empty();
 */