栈用队列实现栈（Leetcode225）

Posted 2021-08-03 AI 菌

一、题目

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。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/implement-stack-using-queues
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二、解析

首先，简要概括一下栈和队列各自的特点：

• 栈是一种后进先出的数据结构，元素从顶端入栈，然后从顶端出栈。
• 队列是一种先进先出的数据结构，元素从后端入队，然后从前端出队。

当采用队列取实现栈结构时，为了满足栈的特性——先进后出，应满足队列前端的元素是最后入栈的元素。可以使用两个队列实现栈的操作，其中 queue1 用于存储栈内的元素，queue2 作为入栈操作的辅助队列。具体步骤如下：

• 入栈操作时，首先将元素入队到 queue2；
• 然后，将 queue1 的全部元素依次出队并入队到 queue2，此时 queue2 的前端的元素即为新入栈的元素；
• 再将 queue1和 queue 2 互换，则queue1 的元素即为栈内的元素，queue1 的前端和后端分别对应栈顶和栈底。

三、实现

class MyStack {
public:
    queue<int> queue1;
    queue<int> queue2;
    /** Initialize your data structure here. */
    MyStack() {

    }
    
    /** Push element x onto stack. */
    void push(int x) {
        queue2.push(x);           //将新元素加入q2中
        while(!queue1.empty()){   //将q1中的元素逐个移入q2中
            queue2.push(queue1.front()); 
            queue1.pop();
        }
        swap(queue1,queue2);      //交换q1和q2
    }
    
    /** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
    int pop() {
        int r = queue1.front();
        queue1.pop();
        return r;
    }
    
    /** Get the top element. */
    int top() {
        return queue1.front();
    }
    
    /** Returns whether the stack is empty. */
    bool empty() {
        return queue1.empty();
    }
};

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