队列实现栈 | 栈实现队列

⼀、⽤栈实现队列

首先，队列的 API 如下：

class MyQueue {/** 添加元素到队尾 */public void push(int x);/** 删除队头的元素并返回 */public int pop();/** 返回队头元素 */public int peek();/** 判断队列是否为空 */public boolean empty();
}

我们使⽤两个栈 s1, s2 就能实现⼀个队列的功能（这样放置栈可能更容易理解）：

class MyQueue {private Stack<Integer> s1, s2;public MyQueue() {s1 = new Stack<>();s2 = new Stack<>();}// ...
}

当调用 push 让元素入队时，只要把元素压入 s1 即可，比如说 push 进 3 个元素分别是 1,2,3，那么底层结构就是这样：

/** 添加元素到队尾 */
public void push(int x) {s1.push(x);
}

那么如果这时候使用 peek 查看队头的元素怎么办呢？按道理队头元素应该是 1，但是在 s1 中 1 被压在栈底，现在就要轮到 s2 起到一个中转的作用了：当 s2 为空时，可以把 s1 的所有元素取出再添加进 s2，这时候 s2 中元素就是先进先出顺序了。

/** 返回队头元素 */
public int peek() {if (s2.isEmpty())// 把 s1 元素压入 s2while (!s1.isEmpty())s2.push(s1.pop());return s2.peek();
}

同理，对于 pop 操作，只要操作 s2 就可以了

/** 删除队头的元素并返回 */
public int pop() {// 先调用 peek 保证 s2 非空peek();return s2.pop();
}

最后，如何判断队列是否为空呢？如果两个栈都为空的话，就说明队列为空：

/** 判断队列是否为空 */
public boolean empty() {return s1.isEmpty() && s2.isEmpty();
}

C++代码：

class MyQueue {public:
//主要思想是定义两个栈，一个用来存放入队元素的栈s1，另一个栈
//用来进行出队操作的s2，往队列中插元速时，直接往s1中插入，出队时，
//如果s2不为空，直接在s2中进行出栈操作，如果s2为空，就把s1中元素全部放到s2中/** Initialize your data structure here. */MyQueue() {}/** Push element x to the back of queue. */void push(int x) {//直接往s1中插入s1.push(x);}/** Removes the element from in front of queue and returns that element. */int pop() {//进行出队操作时，如果s2为空，就直接把s1中元素先移动到s2中，//在进行出队操作，如果s2不为空，直接在s2中直接出队，注意不能在s2有//元素时把s1中的元素移动到s2中，这样顺序回乱int data;if(s2.empty()){while(s1.size()){s2.push(s1.top());s1.pop();}data = s2.top();s2.pop();}else{data = s2.top();s2.pop();}return data;}/** Get the front element. */int peek() {int data;if(s2.empty()){while(s1.size()){s2.push(s1.top());s1.pop();}data = s2.top();//s2.pop();}else{data = s2.top();//s2.pop();}return data;}/** Returns whether the queue is empty. */bool empty() {return s1.empty() && s2.empty();}private:stack<int> s1;stack<int> s2;
};

二、用队列实现栈

首先看下栈的 API：

class MyStack {/** 添加元素到栈顶 */public void push(int x);/** 删除栈顶的元素并返回 */public int pop();/** 返回栈顶元素 */public int top();/** 判断栈是否为空 */public boolean empty();
}

先说 push API，直接将元素加入队列，同时记录队尾元素，因为队尾元素相当于栈顶元素，如果要 top 查看栈顶元素的话可以直接返回：

class MyStack {Queue<Integer> q = new LinkedList<>();int top_elem = 0;/** 添加元素到栈顶 */public void push(int x) {// x 是队列的队尾，是栈的栈顶q.offer(x);top_elem = x;}/** 返回栈顶元素 */public int top() {return top_elem;}
}

我们的底层数据结构是先进先出的队列，每次 pop 只能从队头取元素；但是栈是后进先出，也就是说 pop API 要从队尾取元素。

解决方法简单粗暴，把队列前面的都取出来再加入队尾，让之前的队尾元素排到队头，这样就可以取出了：

/** 删除栈顶的元素并返回 */
public int pop() {int size = q.size();while (size > 1) {q.offer(q.poll());size--;}// 之前的队尾元素已经到了队头return q.poll();
}

这样实现还有一点小问题就是，原来的队尾元素被提到队头并删除了，但是 top_elem 变量没有更新，我们还需要一点小修改：

/** 删除栈顶的元素并返回 */
public int pop() {int size = q.size();// 留下队尾 2 个元素while (size > 2) {q.offer(q.poll());size--;}// 记录新的队尾元素top_elem = q.peek();q.offer(q.poll());// 删除之前的队尾元素return q.poll();
}

最后，API empty 就很容易实现了，只要看底层的队列是否为空即可：

/** 判断栈是否为空 */
public boolean empty() {return q.isEmpty();
}

当然可以用两个队列来实现一个栈：

C++代码：

class MyStack {public:
//主要思想是定义两个队列，入栈时，如果两个队列同时为空，就随便往一个队列中插入
//如果其中有一个队列不为空，每次插就往非空的队列中插入。出栈时，每次把非空队列的
//前size-1个元素移动到空队列中，原非空队列就只剩下最后一个元素，这个元素满
//足栈的要求，直接出队。总之，主要思想是把两个队列中的元素来回移动，每次剩下最后
//一个元素直接出队，就相当于是栈顶元素/** Initialize your data structure here. */MyStack() {queue<int> q1;queue<int> q2;}/** Push element x onto stack. */void push(int x) {//如果两个队列都为空，随便插入到一个队列中，反之插入到非空队列中if(!q1.empty()){q1.push(x);}else{q2.push(x);}}/** Removes the element on top of the stack and returns that element. */int pop() {//每次把非空队列中的前size-1个元素移动到空队列中去，原非空队列//剩下最后一个元素就相当于栈顶元素，出栈时，就直接出队int data; if(q1.empty()){while(q2.size() > 1){q1.push(q2.front());q2.pop();}data = q2.front();q2.pop();}else{while(q1.size() > 1){q2.push(q1.front());q1.pop();}data = q1.front();q1.pop();}return data;}/** Get the top element. */int top() {//返回非空队列的队尾元素，就相当于栈顶元素，if(!q1.empty()){return q1.back();}else{return q2.back();}}/** Returns whether the stack is empty. */bool empty() {//两个队列同时为空是，此时才表明栈中没有任何元素return q1.empty() && q2.empty();}private:queue<int> q1;queue<int> q2;
};

队列实现栈 | 栈实现队列相关推荐

【数据结构】单调栈和单调队列详解+例题剖析
算法:单调栈和单调队列一.单调栈和单调队列二.单调栈例题 1.模板题入门 2.不懂不要急,看这道题三.单调队列例题 1.入门 2.进阶一.单调栈和单调队列单调栈和单调队列与普通的栈,队列不同 ...
python中的队列和栈_python的队列和栈
(一)队列和栈的区别 1.队列: 队列是一种特殊的线性表.其两头都有限制,插入只能在表的一端进行(只进不出),而删除只能在表的另一端进行(只出不进),允许删除的一端称为队尾(rear),允许插入的一端 ...
多态指针访问虚函数不能被继承的类快速排序N皇后问题插入排序堆排序merge归并排序栈上生成对象两个栈实现一个队列...
多态 /*1. 要想实现覆盖(重写)父类必须声明为virtual,子类可以不声明为virtual.-->FunB()2. 派生类重写基类的虚函数实现多态,要求函数名.参数列表.返回值完全相同.( ...
用栈来表示队列，用队列来表示栈
这个问题总的栈和队列,没有自己手写,自己手写太浪费了,于是就用的java中的集合框架list下面的LinkedList 其实LinkedList既可以当做栈用,也可以当做队列来使用. 作为栈的时候,L ...
【剑指offer】用两个栈实现一个队列
题目:两个栈实现一个队列. 栈的特点:先进后出,队列的特点是先进先出思路:stack1放入数据:pop时,先判断stack2是否为空,如果不为空,直接pop,如果空,则push(stack1.pop ...
【C++ 语言】容器 ( queue 队列 | stack 栈 | priority_queue 优先级队列 | set 集合 | 容器遍历 | map )
文章目录 queue 队列 stack 栈 priority_queue 优先级队列 priority_queue 优先级队列指定排序方法 priority_queue 优先级队列排序行为 prior ...
剑指offer五:两个栈实现一个队列
题目描述用两个栈来实现一个队列,完成队列的Push和Pop操作. 队列中的元素为int类型. package com.jianzhioffer;import java.util.Stack;publ ...
sdut 3335 数据结构实验之栈与队列八：栈的基本操作
数据结构实验之栈与队列八:栈的基本操作 Time Limit: 1000MS Memory Limit: 65536KB Submit Statistic Discuss Problem Descri ...
两个栈实现一个队列，两个队列实现一个栈
题目:用两个栈实现一个队列,用两个队列实现一个栈. 首先要了解栈和队列这两种数据结构各自的特点,栈是一种后入先出(Last In First Out,LIFO)的数据结构,队列是一种先进先出(Firs ...
python 用两个栈实现一个队列
| 两个栈实现队列用两个栈实现一个队列.队列的声明如下,请实现它的两个函数 appendTail 和 deleteHead ,分别完成在队列尾部插入整数和在队列头部删除整数的功能.(若队列中没有元素 ...

队列实现栈 | 栈实现队列

队列实现栈 | 栈实现队列

队列实现栈 | 栈实现队列相关推荐

最新文章

热门文章