使用队列实现栈的下列操作:
Implement the following operations of a stack using queues.
示例:
MyStack stack = new MyStack();
stack.push(1);
stack.push(2);
stack.top(); // 返回 2
stack.pop(); // 返回 2
stack.empty(); // 返回 false
注意:
push to back
, peek/popfromfront
, size
, 和 isempty
这些操作是合法的。Notes:
push to back
, peek/popfromfront
, size
, and isempty
operations are valid.方法一(两个队列):
队列先进后出,栈后进先出。
用队列实现栈,可以用两个队列完成题解:
出栈:入栈时用 queue1 来存入节点;出栈时queue1 内节点顺序出队列并入队列到 queue2,直到queue1剩最后一个元素时即为栈顶元素,直接弹出即可。
查询栈顶元素:用一个 top 指针一直指向栈顶元素,top() 方法查询栈顶元素时 直接返回 top 指针即可。
方法二(一个队列):
只用一个队列,只需要在入栈时反转队列即可:
入栈存入到队列queue
节点1入栈:queue:1
反转队列0次:queue:1
节点2入栈queue:1->2
反转队列1次:
queue:1->2 --> queue:2->1
节点2入栈queue:2->1->3
反转队列2次:
queue:2->1->3 ---> queue:1->3->2 ---> queue:3->2->1
......
这样不管什么时候出队顺序都和出栈的顺序相同,并且题目要求实现的所有方法可直接套用队列的方法。
方法一
class MyStack {
Queue<Integer> queue1;
Queue<Integer> queue2;
private int top;//指向栈顶元素
public MyStack() {
queue1 = new LinkedList<>();
queue2 = new LinkedList<>();
}
public void push(int x) {
queue1.offer(x);
top = x;//新加入元素为栈顶元素
}
public int pop() {
while (queue1.size() > 1) {//条件为队列1的元素个数大于一
top = queue1.poll();//用top暂存元素,当循环结束时,top刚好是栈顶元素
queue2.add(top);
}
//队列1与队列2交换
Queue<Integer> tmp = queue2;
queue2 = queue1;
queue1 = tmp;
return queue2.poll();//返回队列2的队列头元素,队列2也只有一个元素
}
public int top() {
return top;
}
public boolean empty() {
return queue1.isEmpty();//队列1决定了栈是否为空
}
}
方法二:
每次入队时反转队列即可,只有入栈需要特殊操作,出栈、取栈顶元素、是否空都可直接调用队列出队列、取队列头元素、是否空方法,不再赘述。下面是入栈时代码:
Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
public void push(int x) {
queue.add(x);
int sz = queue.size();//获得队列长度
while (sz > 1) {//反转次数为队列长度减一
queue.add(queue.remove());//反转
sz--;
}
}
Python语言没有栈和队列数据结构,只能用数组 List 或双端队列 deque 实现。
这类编程语言就压根不需要 用队列实现栈或用栈实现队列这种问题,因为栈和队列本身就必须借助List、deque实现。
所以这道题在这种语言中这就非常简单了,可以说是作弊。
class MyStack:
def __init__(self):
self.stack = []
def push(self, x: int) -> None:
self.stack.append(x)
def pop(self) -> int:
return self.stack.pop(-1)
def top(self) -> int:
return self.stack[-1]
def empty(self) -> bool:
return not self.stack