Leetcode NO.232 Implement Queue Using Stacks 使用栈实现队列

目录

• 1.问题描述
• 2.测试用例
  • • 示例 1
• 3.提示
• 4.代码
  • • 1.入队反转
      • code
      • 复杂度
    • 2.出队反转
      • code
      • 复杂度

1.问题描述

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。

2.测试用例

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

3.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）

• 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。

4.代码

1.入队反转

code

public class MyQueueWithInputReverse {

    private Stack<Integer> st1;
    private Stack<Integer> st2;

    public MyQueueWithInputReverse() {
        st1 = new Stack<>();
        st2 = new Stack<>();
    }

    public void push(int x) {
        while (!st1.isEmpty()) {
            st2.push(st1.pop());
        }
        st1.push(x);
        while (!st2.isEmpty()) {
            st1.push(st2.pop());
        }
    }

    public int pop() {
        return st1.pop();
    }

    public int peek() {
        return st1.peek();
    }

    public boolean empty() {
        return st1.isEmpty();
    }
}

复杂度

1.push()
     * 时间复杂度：O(n)
     * 空间复杂度：O(n)
2.pop()
	 * 时间复杂度：O(1)
     * 空间复杂度：O(1)
3.peek()
     * 时间复杂度：O(1)
     * 空间复杂度：O(1)
4.empty()
     * 时间复杂度：O(1)
     * 空间复杂度：O(1)

2.出队反转

code

public class MyQueueWithOutputReverse {

    private Stack<Integer> st1;
    private Stack<Integer> st2;

    public MyQueueWithOutputReverse() {
        st1 = new Stack<>();
        st2 = new Stack<>();
    }

    public void push(int x) {
        st1.push(x);
    }

    public int pop() {
        if (!st2.isEmpty()) {
            return st2.pop();
        } else {
            while (!st1.isEmpty()) {
                st2.push(st1.pop());
            }
            return st2.pop();
        }
    }

    public int peek() {
        if (!st2.isEmpty()) {
            return st2.peek();
        } else {
            while (!st1.isEmpty()) {
                st2.push(st1.pop());
            }
            return st2.peek();
        }
    }

    public boolean empty() {
        return st1.isEmpty() && st2.isEmpty();
    }
}

复杂度

1.push()
     * 时间复杂度：O(1)
     * 空间复杂度：O(n)
2.pop()
	 * 时间复杂度：O(n)
     * 空间复杂度：O(1)
3.peek()
     * 时间复杂度：O(1)
     * 空间复杂度：O(1)
4.empty()
     * 时间复杂度：O(1)
     * 空间复杂度：O(1)