leetcode225. 用队列实现栈

Posted 2021-09-26 2021dragon

请你仅使用两个队列实现一个后进先出（LIFO）的栈，并支持普通栈的全部四种操作（push、top、pop、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。
• bool empty( ) 如果栈是空的，返回true；否则，返回false。

示例：
 输入：[“MyStack”, “push”, “push”, “top”, “pop”, “empty”]
    [ [ ], [1], [2], [ ], [ ], [ ] ]
 输出：[null, null, null, 2, 2, false]

思路：
栈的原则是先进后出（FILO），而队列的原则是先进先出（FIFO）。我们若是想要用队列模拟实现一个先进先出的栈，那么在出数据的时候必须先将队列中前面的元素先出队列，然后才能拿到最近一次入队列的数据。

也就是说，入数据的时候往队列当中直接入就行了，但是出数据的时候由于我们是要得到最近一次入队列的数据，所以我们应该先将队列中前 n-1（假设一共n个）个元素拿出来，才能拿到最后一个元素，但是前 n-1 个元素又不能直接丢弃，所以我们还需要一个队列用于出数据的时候存储出队列的前 n-1 个元素。

然后下一次再需要出数据的时候，也是先将非空队列中的前 n-1 个元素导入空队列当中，再让最后一个元素出队列。

总结： 入数据的时候往非空的队列入，若两个队列都为空，则随便入哪个队列。出数据的时候先将非空队列中的前 n-1 个元素导入空队列，再将最后一个元素出队列。

代码如下：

class MyStack {
public:
	/** Initialize your data structure here. */
	MyStack() {
		//构造函数无需编写，使用默认构造函数即可
	}

	/** Push element x onto stack. */
	void push(int x) {
		//往非空的队列入数据
		if (!_q1.empty()) 
		{
			_q1.push(x);
		}
		else
		{
			_q2.push(x);
		}
	}

	/** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
	int pop() {
		queue<int>* emptyQ = &_q1;
		queue<int>* nonemptyQ = &_q2;
		if (!_q1.empty())
		{
			swap(emptyQ, nonemptyQ);
		}
		//将非空队列的前n-1个元素导入空队列
		while (nonemptyQ->size() > 1)
		{
			emptyQ->push(nonemptyQ->front());
			nonemptyQ->pop();
		}
		//获取最后一个元素值
		int top = nonemptyQ->front();
		nonemptyQ->pop(); //将最后一个元素出队列，即“出栈”
		return top; //返回“出栈”元素

	}

	/** Get the top element. */
	int top() {
		//“栈顶”元素，即非空队列的最后一个数据
		if (!_q1.empty())
		{
			return _q1.back();
		}
		else
		{
			return _q2.back();
		}
	}

	/** Returns whether the stack is empty. */
	bool empty() {
		return _q1.empty() && _q2.empty(); //两个队列同时为空时，则“栈”为空
	}
private:
	queue<int> _q1;
	queue<int> _q2;
};

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