【LeetCode】14. Implement Queue using Stacks·用栈实现队列

活动地址：CSDN21天学习挑战赛

 题目描述

英文版描述

Implement a first in first out (FIFO) queue using only two stacks. The implemented queue should support all the functions of a normal queue (push, peek, pop, and empty). Implement the MyQueue class:

• void push(int x) Pushes element x to the back of the queue.

• int pop() Removes the element from the front of the queue and returns it.

• int peek() Returns the element at the front of the queue.

• boolean empty() Returns true if the queue is empty, false otherwise.

Notes:

• You must use only standard operations of a stack, which means only push to top, peek/pop from top, size, and is empty operations are valid.

• Depending on your language, the stack may not be supported natively. You may simulate a stack using a list or deque (double-ended queue) as long as you use only a stack's standard operations.

英文版地址

https://leetcode.com/problems/implement-queue-using-stacks/

中文版描述

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。

示例 1：

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）

中文版地址

https://leetcode.cn/problems/implement-queue-using-stacks/

解题思路

入栈：入栈前先将原先装有元素的栈中的全部取出，压入另一个栈中，然后将该元素也压入这个栈中，再将这个栈中的所有元素取出压入另一个栈 解决叻入栈问题（即将入栈顺序颠倒），然后就发现出栈以及其他操作则直接按照操作栈就好。。。 （不愧是我(｡･ω･｡)ﾉ）

解题方法

俺这版

​

class MyQueue {
 Stack s1 = new Stack();
    Stack s2 = new Stack();

    public MyQueue() {

    }

    public void push(int x) {
        if (s1.isEmpty() && s2.isEmpty()) {
            s1.push(x);
            return;
        }
        if (s1.isEmpty()) {
            while (!s2.isEmpty()) {
                s1.push(s2.pop());
            }
            s1.push(x);
            while (!s1.isEmpty()) {
                s2.push(s1.pop());
            }
            return;
        }
        if (s2.isEmpty()) {
            while (!s1.isEmpty()) {
                s2.push(s1.pop());
            }
            s2.push(x);
            while (!s2.isEmpty()) {
                s1.push(s2.pop());
            }
            return;
        }
    }

    public int pop() {
        if (s1.isEmpty() && s2.isEmpty()) {
            return -1;
        } else if (s1.isEmpty()) {
            return (int) s2.pop();
        } else {
            return (int) s1.pop();
        }

    }

    public int peek() {
        if (s1.isEmpty() && s2.isEmpty()) {
            return -1;
        } else if (s1.isEmpty()) {
            return (int) s2.peek();
        } else {
            return (int) s1.peek();
        }
    }

    public boolean empty() {
        if (s1.isEmpty() && s2.isEmpty()) {
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }
}

/**
 * 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();
 */

官方版

class MyQueue {
    Deque<Integer> inStack;
    Deque<Integer> outStack;

    public MyQueue() {
        inStack = new ArrayDeque<Integer>();
        outStack = new ArrayDeque<Integer>();
    }

    public void push(int x) {
        inStack.push(x);
    }

    public int pop() {
        if (outStack.isEmpty()) {
            in2out();
        }
        return outStack.pop();
    }

    public int peek() {
        if (outStack.isEmpty()) {
            in2out();
        }
        return outStack.peek();
    }

    public boolean empty() {
        return inStack.isEmpty() && outStack.isEmpty();
    }

    private void in2out() {
        while (!inStack.isEmpty()) {
            outStack.push(inStack.pop());
        }
    }
}

总结

需要将先入后出的顺序改变为先入先出，则需要在每次插入或者每次删除处执行变换顺序的操作，就是将其中一个栈数据弹出，压入另一个栈，实现全部元素顺序的颠倒，这十分符合我在之前文章中提到的优化思路，即最先想到的"暴力破解"方法，于是有了上面👆我那版里的方法。

后面我思考有没有优化的空间，即这些操作中是否有重复，我发现其实是有很多重复的，就是如果用户连续执行n次入栈，用最开始的方法则会排序n次，但其实只需要在最后一次入栈结束后，执行一次重排序即可，在官网的提示下，我了解到了“均摊”的思想，于是尝试将我的代码进行优化，即将一个栈作用来弹出数据，一个栈用来压入数据，只有弹出数据的栈为空的情况下，才将压入栈的数据（不为空的情况下）全部放入弹出栈。 执行了下，果然，快很多(｡･ω･｡)ﾉ

class MyQueue {
      // s1用于放倒序的元素,s2用于放正序的元素
    Stack<Integer> s1, s2;

    public MyQueue() {
        s1 = new Stack<>();
        s2 = new Stack<>();
    }

    public void push(int x) {
        s1.push(x);
    }

    public int pop() {
        if (s2.isEmpty()) {
            while (!s1.isEmpty()) {
                s2.push(s1.pop());
            }
        }
        return s2.pop();
    }

    public int peek() {
        if (s2.isEmpty()) {
            while (!s1.isEmpty()) {
                s2.push(s1.pop());
            }
        }
        return s2.peek();
    }

    public boolean empty() {
        return s1.isEmpty() && s2.isEmpty();
    }
}