剑指 Offer 09. 用两个栈实现队列

Posted 2021-09-11 炫云云

剑指 Offer 09. 用两个栈实现队列

用两个栈实现一个队列。队列的声明如下，请实现它的两个函数 appendTail 和 deleteHead ，分别完成在队列尾部插入整数和在队列头部删除整数的功能。(若队列中没有元素，deleteHead 操作返回 -1 )

示例 1：

输入：
["CQueue","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[3],[],[]]

输出：[null,null,3,-1]

示例 2：

输入：
["CQueue","deleteHead","appendTail","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[],[5],[2],[],[]]

输出：[null,-1,null,null,5,2]

提示：

1 <= values <= 10000

最多会对 appendTail、deleteHead 进行 10000 次调用

栈的先进后出特性：

1. 栈无法实现队列功能： 栈底元素（对应队首元素）无法直接删除，需要将上方所有元素出栈。
2. 双栈可实现列表倒序： 设有含三个元素的栈 A = [1,2,3]和空栈 B = []。若循环执行 A元素出栈并添加入栈 B ，直到栈 A为空，则 A = [], B = [3,2,1] ，即 栈 B 元素实现栈 A元素倒序 。
3. 利用栈 B删除队首元素： 倒序后，B执行出栈则相当于删除了 A 的栈底元素，即对应队首元素。

入栈时，直接进入A即可，出栈时，先判断B中是否有元素，如果没有肯定不能pop()，应将A中所有元素倒压在B里面，再pop()最上面（后面）的元素，如果有，直接pop()就可以了。

class CQueue(object):
    
    def __init__(self):
        self.stack1 = []
        self.stack2 =[]

    #在队列尾部插入整数
    def appendTail(self, value):
        """
        :type value: int
        :rtype: None
        """
        self.stack1.append(value)

    #在队列头部删除整数
    def deleteHead(self):
        """
        :rtype: int
        """
        if self.stack2:
            return self.stack2.pop()
        if self.stack1:
            while self.stack1:
                self.stack2.append(self.stack1.pop())
        return self.stack2.pop() if self.stack2 else -1



if __name__=='__main__':
    obj=CQueue()
    print(obj)
    print(obj.appendTail(3)) #None
    print(obj.deleteHead())  #3
    print(obj.deleteHead())  #-1

<__main__.CQueue object at 0x00000191A4813A48>
None
3
-1

题目拓展：用两个队列实现一个栈

队列特性是先进先出的，而栈是属于后进先出的。以列表尾为栈首。

进栈：元素入队列A

出栈：判断如果队列A只有一个元素，直接出队。否则，队列A元素出队并入队B，直到队A中只有一个元素，再直接出队，

为了下一次继续操作，互换队A和队B。

class Solution:
    def __init__(self):
        self.queueA=[]
        self.queueB=[]
    
    def push(self,node):
        self.queueA.insert(0,node) #queueA先进先出的，添加到列表头

    def pop(self): 
        if not self.queueA:
            return -1
        while len(self.queueA)!=1:
            self.queueB.insert(0,self.queueA.pop())
        self.queueA , self.queueB = self.queueB , self.queueA
        return self.queueB.pop()

#测试
if __name__=='__main__':
    a=Solution()
    a.push(1)
    a.push(7)
    a.push(3)
    a.push(5)
    print(a.pop())
    print(a.pop())
    print(a.pop())
    print(a.pop())
    print(a.pop())

5
3
7
1
-1

参考

Krahets - 力扣（LeetCode） (leetcode-cn.com)