如何用栈实现队列

Posted 2021-01-18 sunyk

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项目介绍

工作之余，代码敲多了，停下来思考思考，会有异常不到的收获。。。只为更好的自己

如何用栈实现队列？

提示下：用一个栈肯定是没办法实现队列，但如果我们有两个栈呢?

分析：栈和队列的特性

• 栈是先进后出，FILO

  出入元素都是在同一端（栈顶）

  入栈

   

  
  

  1540432924606.png

   

  出栈

   

  
  

  1540432988027.png

   

• 队列是先进先出，FIFO

• 出入元素是在不同的两端（队头和队尾）

入栈

 

1540433080831.png

 

出栈

 

1540433109205.png

 

思考：组装

让一个栈作为队列的入口，负责插入新元素；另外一个栈作为队列的出口，负责移除老元素。

如图所示

 

1540433258745.png

 

让栈A中的所有元素按顺序出栈，再按照出栈顺序压入栈B。

这样一来，元素从栈A弹出并压入栈B的顺序是3，2，1和当初进入栈A的顺序123是相反的，如图

 

1540433561742.png

 

---

 

1540433605060.png

 

此时让元素1 “出队”，也就是让元素1从栈B弹出

 

1540433651738.png

 

代码实现：

/**
 * @author sunyang
 * @date 2018/10/25 10:18
 */
public class StackImplQueue {

    /**
     * 定义两个栈来实现队列
     * 栈A 负责插入新元素
     * 栈B 负责移除老元素
     */
    private Stack<Integer> stackA = new Stack<>();
    private Stack<Integer> stackB = new Stack<>();

    /**
     * 入队操作
     * @Param element
     */
    public void enQueue(int element){
        stackA.push(element);
    }

    /**
     *
     * 出队操作
     */
    public Integer deQueue(){
        if (stackB.isEmpty()){
            if (stackA.isEmpty()){
                return null;
            }
            fetchFormStackA();
        }

        return stackB.pop();
    }

    /**
     * 从stackA栈中拿到出栈元素压入栈B
     */
    private void fetchFormStackA() {
        while (!stackA.isEmpty()){
            stackB.push(stackA.pop());
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        StackImplQueue stackQueue = new StackImplQueue();
        stackQueue.enQueue(1);
        stackQueue.enQueue(2);
        stackQueue.enQueue(3);

        System.out.println(stackQueue.deQueue());
        System.out.println(stackQueue.deQueue());
        System.out.println(stackQueue.deQueue());

        stackQueue.enQueue(4);
        System.out.println(stackQueue.deQueue());


    }
}

打印结果

 

1540435153368.png

 

题外话：时间复杂度

入栈操作的时间复杂度显然是O(1)

出栈操作的时间复杂度如果发生转移的话就是O（n）

如果没有发生转移的话也是O（1）