☆打卡算法☆LeetCode 225. 用队列实现栈 算法解析
☆打卡算法☆LeetCode 225. 用队列实现栈 算法解析
大家好，我是小魔龙，Unity3D软件工程师，VR、AR，虚拟仿真方向，不定时更新软件开发技巧，生活感悟，觉得有用记得一键三连哦。
一、题目
1、算法题目
“使用两个队列实现一个后入先出的栈，支持栈的全部四种操作。”
题目链接：
来源：力扣（LeetCode）
链接： 225. 用队列实现栈 - 力扣（LeetCode）
2、题目描述
请你仅使用两个队列实现一个后入先出（LIFO）的栈，并支持普通栈的全部四种操作（push、top、pop 和 empty）。
实现 MyStack 类：
- void push(int x) 将元素 x 压入栈顶。
- int pop() 移除并返回栈顶元素。
- int top() 返回栈顶元素。
- boolean empty() 如果栈是空的，返回 true ；否则，返回 false 。
注意：
- 你只能使用队列的基本操作 —— 也就是 push to back、peek/pop from front、size 和 is empty 这些操作。
- 你所使用的语言也许不支持队列。 你可以使用 list （列表）或者 deque（双端队列）来模拟一个队列 , 只要是标准的队列操作即可。
示例 1：
输入：
["MyStack", "push", "push", "top", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出：
[null, null, null, 2, 2, false]
解释：
MyStack myStack = new MyStack();
myStack.push(1);
myStack.push(2);
myStack.top(); // 返回 2
myStack.pop(); // 返回 2
myStack.empty(); // 返回 False示例 2：二、解题
1、思路分析
题意要求使用两个队列实现一个后入先出（LIFO）的栈，并实现栈的全部四种操作（push、top、pop 和 empty）。
栈是后进先出的数据机构，元素从顶端入栈，从顶端出栈。
队列是一种先进先出的数据结构，元素从后端入队，从前端出队。
为了满足栈的特性，也就是后入先出，在实现队列实现栈时，应该满足前端的元素是最后入栈的元素。
用两个队列，其中一个队列用于存储栈内的元素，两一个队列作为入栈操作的辅助队列。
在入栈时，先将元素入队到队列2，然后将队列1的全部元素依次出队并入队到队列2，此时队列2的前端元素即为新入栈的元素，再将队列1和队列2互换，队列1的元素即为栈内的元素，队列1的前端和后端对应栈顶和栈底。
出栈操作，只需要移除队列1的前端元素并返回，获得栈顶元素操作只需要获得队列1的前端元素并返回。
判断是否为空，可以判断队列1是否为空即可。
2、代码实现
代码参考：
class MyStack {
Queue<Integer> queue1;
Queue<Integer> queue2;
/** Initialize your data structure here. */
public MyStack() {
queue1 = new LinkedList<Integer>();
queue2 = new LinkedList<Integer>();
}
/** Push element x onto stack. */
public void push(int x) {
queue2.offer(x);
while (!queue1.isEmpty()) {
queue2.offer(queue1.poll());
}
Queue<Integer> temp = queue1;
queue1 = queue2;
queue2 = temp;
}
/** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
public int pop() {
return queue1.poll();
}
/** Get the top element. */
public int top() {
return queue1.peek();
}
/** Returns whether the stack is empty. */
public boolean empty() {
return queue1.isEmpty();
}
}
3、时间复杂度
时间复杂度：O(n)
入栈操作的时间复杂度为O(n)，其中n是栈内元素的个数。
空间复杂度：O(n)
其中n是栈内元素的个数，需要使用两个队列存储栈内的元素。
三、总结
一个队列为主队列，一个为辅助队列。
当入栈操作时，我们先将主队列内容导入辅助队列，然后将入栈元素放入主队列队头位置，再将辅助队列内容，依次添加进主队列即可。