2021.3.5每日一题

232. 用栈实现队列

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的支持的所有操作(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。

进阶:

你能否实现每个操作均摊时间复杂度为 O(1) 的队列?换句话说,执行 n 个操作的总时间复杂度为 O(n) ,即使其中一个操作可能花费较长时间。

示例:

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

题解

可以把一个栈当做「输入栈」,把另一个栈当做「输出栈」。
当 push() 新元素的时候,放到「输入栈」的栈顶,记此顺序为「输入序」。
当 pop() 元素的时候,是从「输出栈」弹出元素。如果「输出栈」为空,则把「输入栈」的元素逐个 pop() 并且 push() 到「输出栈」中,这一步会把「输入栈」的栈底元素放到了「输出栈」的栈顶。此时负负得正,从「输出栈」的 pop() 元素的顺序与「输入序」相同。

   class MyQueue {
        private Deque<Integer> stack1;
        private Deque<Integer> stack2;

        /**
         * Initialize your data structure here.
         */
        public MyQueue() {
            stack1 = new ArrayDeque<>();
            stack2 = new ArrayDeque<>();
        }

        /**
         * Push element x to the back of queue.
         */
        public void push(int x) {
            stack1.addLast(x);
        }

        /**
         * Removes the element from in front of queue and returns that element.
         */
        public int pop() {
            if (stack2.isEmpty()) {
                while (!stack1.isEmpty()) {
                    stack2.addFirst(stack1.pollLast());
                }
            }
            return stack2.pollFirst();
        }

        /**
         * Get the front element.
         */
        public int peek() {
            if (stack2.isEmpty()) {
                while (!stack1.isEmpty()) {
                    stack2.addFirst(stack1.pollLast());
                }
            }
            return stack2.peekFirst();
        }

        /**
         * Returns whether the queue is empty.
         */
        public boolean empty() {
            return stack1.isEmpty() && stack2.isEmpty();
        }
    }
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