栈和队列的相互实现

用栈来实现队列

算法思路

我们可以使用一个in栈和一个out栈来实现,初始入队时,把入队元素均加入in栈;当需要出队时,我们将in栈中的所有元素顺序弹出,再加入到out栈中,再从out栈弹出,即为出队;后续入队同样是加入in栈,出队需要进行判断,若out栈不为空,直接从out栈弹出元素,若out栈为空,就将in栈中的所有元素倒入out栈,然后再从out栈弹出。
用栈实现队列
代码实现
    class MyQueue {

        public Stack<Integer> in;

        public Stack<Integer> out;

        public MyQueue() {
            in = new Stack<Integer>();
            out = new Stack<Integer>();
        }

        // 倒数据
        // 从in栈,把数据倒入out栈
        // 1) out空了,才能倒数据
        // 2) 如果倒数据,in必须倒完
        private void inToOut() {
            if (out.empty()) {
                while (!in.empty()) {
                    out.push(in.pop());
                }
            }
        }
        // 入队
        public void push(int x) {
            in.push(x);
            inToOut();
        }
        // 出队
        public int pop() {
            inToOut();
            return out.pop();
        }
         // 返回队头元素
        public int peek() {
            inToOut();
            return out.peek();
        }
        // 判空
        public boolean empty() {
            return in.isEmpty() && out.isEmpty();
        }

    }

时间复杂度:每一个元素,从入队到出队,最多进行两次入栈和两次出栈,共四次操作,故评价下来,时间复杂度为O(1)。

用队列来实现栈

算法思路

入栈时,将新元素入队,然后将此前队列中已有元素顺序出队后再入队;出栈时,弹出队头元素即可。
用队列实现栈
代码实现
    class MyStack {

        Queue<Integer> queue;

        public MyStack() {
            queue = new LinkedList<Integer>();
        }

        // 入栈
        public void push(int x) {
            int n = queue.size();
            queue.offer(x);
            for (int i = 0; i < n; i++) {
                queue.offer(queue.poll());
            }
        }
        // 出栈
        public int pop() {
            return queue.poll();
        }
        // 返回栈顶元素
        public int top() {
            return queue.peek();
        }
        // 判空
        public boolean empty() {
            return queue.isEmpty();
        }

    }

时间复杂度:由于每一次入栈操作都需要对整个队列进行一次遍历,故时间复杂度为O(n)。

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