225.用队列实现栈

目标

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:

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

说明:

1 <= x <= 9
最多调用100 次 push、pop、top 和 empty
每次调用 pop 和 top 都保证栈不为空

进阶:你能否仅用一个队列来实现栈。

思路

这道题的目的是只使用标准库的部分API实现栈,即后进先出。

Java中可以使用Queue接口,offer插入队尾,peek获取队首元素,poll从队首获取并删除元素。

官网给出了两种方法,一种是使用两个队列,offer总是将新元素放到空队列q中,然后将另一队列q1从头至尾放入q,这样就实现了顺序的反转。

例如,依次入栈1,2,3,4:

说明:队首在右边

offer(1):

q: 1

q1:
----------------------------
offer(2):

q: 1

q1: 2

q1.offer(q.poll()):

q: 

q1: 1 2
----------------------------
offer(3):

q: 3

q1: 1 2

while(!q1.isEmpty){q.offer(q1.poll())}:

q: 1 2 3

q1:
----------------------------
offer(4):

q: 1 2 3

q1: 4

while(!q.isEmpty){q1.offer(q.poll())}:

q:

q1: 1 2 3 4

另一种只用一个队列的方法是:每次offer前先记录队列数据数量n,然后再offer,之后将前面n个数依次poll并offer到队尾。

例如,依次入栈1,2,3,4:

说明:队首在右边

offer(1):

q: 1

----------------------------
n = 1

offer(2):

q: 2 1

p.offer(p.poll()):

q: 1 2

----------------------------
n = 2

offer(3):

q: 3 1 2

循环2次:p.offer(p.poll())

q: 1 2 3

----------------------------
n = 3

offer(4):

q: 4 1 2 3

循环3次:p.offer(p.poll())

q:1 2 3 4

性能

这两种方法的性能基本相同。

时间复杂度:入栈操作均为O(n),其余为O(1)。

空间复杂度:O(n)