【LeetCode】剑指 Offer 09. 用两个栈实现队列

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【LeetCode】剑指 Offer 09. 用两个栈实现队列
一、双栈
总结

一、双栈

维护两个栈，第一个栈支持插入操作，第二个栈支持删除操作

根据栈先进后出的特性，我们每次往第一个栈里插入元素后，第一个栈的底部元素是最后插入的元素，第一个栈的顶部元素是下一个待删除的元素。为了维护队列先进先出的特性，我们引入第二个栈，用第二个栈维护待删除的元素，在执行删除操作的时候，我们首先看下第二个栈是否为空。如果为空，我们将第一个栈里的元素一个个弹出插入到第二个栈里，这样第二个栈里元素的顺序就是待删除元素的顺序，要执行删除操作的时候我们直接弹出第二个栈的元素返回即可

成员变量

维护两个栈 stack1 和 stack2，其中 stack1 支持插入操作，stack2 支持删除操作

构造方法

初始化 stack1 和 stack2 为空

插入元素

插入元素对应方法 appendTail

stack1 直接插入元素

删除元素

删除元素对应方法 deleteHead

如果 stack2 为空，则将 stack1 里的所有元素弹出插入到 stack2 里
如果 stack2 仍为空，则返回 -1，否则从 stack2 弹出一个元素并返回

class CQueue {Stack<Integer> stack1;Stack<Integer> stack2;public CQueue() {stack1 = new Stack<>();stack2 = new Stack<>();}public void appendTail(int value) {stack1.push(value);}public int deleteHead() {if(stack2.empty()){                 //如果栈2 为空则把栈1 所有数据 pop 到栈2while(!stack1.empty()){stack2.push(stack1.pop());}}//如果栈1 也为空，说明队列无数据了，此时栈2 仍然为空，则返回 -1if(stack2.empty()) return -1;       return stack2.pop();                }
}

时间复杂度：对于插入和删除操作，时间复杂度均为 O(1)。插入不多说，对于删除操作，虽然看起来是 O(n) 的时间复杂度，但仔细考虑下每个元素只会至多被插入和弹出 stack2 一次，因此均摊下来每个被删除的时间复杂度认为 O(1)
空间复杂度：O(n)，需要使用两个栈存储已有的元素

总结

学过数据结构就能很快解题，但是需要注意的就是时间复杂度。我没看题解写的算法用的时间远远多于官方题解。我一开始想的是插入元素时一步到位，先把 stack2 中的所有元素 pop 到 stack1 中，然后再把需要添加的元素 push 到 stack1 中，最后把 stack1 中的所有元素都 pop 到 stack2，这样添加的元素就在 stack2 的栈底了，而原本在队头的元素现在仍然在 stack2 栈顶，删除元素的时候直接从 stack2 pop 就好了。这样的缺点就是，每次插入都要移动所有元素两次，所以时间复杂度为 O(n)。而官方题解，插入元素的时候不管，插入 stack1 就好了，只有需要删除元素时，才把所有元素移动到 stack2 ，并且一次性就把所有元素都移过去了，等到这一次移动的元素都删完了，才需要再次从 stack1 中取。这样每个元素至多被移动 1 一次，时间复杂度只有 O(1)