代码随想录算法训练营第十天（栈和队列I）| 232. 用栈实现队列、225. 用队列实现栈(JAVA)

文章目录

• 栈和队列理论基础
• • 概念
  • 方法
  • • 栈
    • 队列
• 232. 用栈实现队列
• • 解题思路
  • 源码
• 225. 用队列实现栈
• • 解题思路
  • 源码
• 总结

栈和队列理论基础

概念

栈：后进先出
队列：先进先出

方法

栈

队列

232. 用栈实现队列

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：

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。

示例 ：

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

解题思路

用一个栈作为入栈模拟元素入队列，一个栈作为出栈模拟元素出队列

源码

class MyQueue {
    Stack<Integer> in ;
    Stack<Integer> out;

    public MyQueue() {
        in=new Stack<>();
        out=new Stack<>();
    }
    
    public void push(int x) {
        in.push(x);
    }
    
    public int pop() {
        if(out.isEmpty()){
            while(!in.isEmpty()){
                out.push(in.pop());
            }
        }
        return out.pop();
    }
    
    public int peek() {
        if(out.isEmpty()){
            while(!in.isEmpty()){
                out.push(in.pop());
            }
        }
        return out.peek();
    }
    
    public boolean empty() {
        if(out.size()==0 && in.size()==0){
            return true;
        }
        else{
            return false;
        }
    }

225. 用队列实现栈

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：

你只能使用队列的标准操作 —— 也就是 push to back、peek/pop from front、size 和 is empty 这些操作。

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

解题思路

两个队列实现栈：用一个队列作为另一个队列的备份来模拟栈。
也可以优化为用一个队列实现栈，只要在出队列的时候把队头的元素重新加到队尾，只留下最后一个元素就可以了

源码

// 两个队列实现栈
class MyStack {
    Queue<Integer> q1;
    Queue<Integer> q2;

    public MyStack() {
        q1=new LinkedList<>();
        q2=new LinkedList<>();
    }
    
    public void push(int x) {
        q1.offer(x);
    }
    
    public int pop() {
        while(q1.size()!=1){
            q2.offer(q1.poll());
        }
        int res = q1.poll();
        while(!q2.isEmpty()){
            q1.offer(q2.poll());
        }
        return res;
    }
    
    public int top() {
        while(q1.size()!=1){
            q2.offer(q1.poll());
        }
        int res = q1.peek();
        while(q1.size()!=1){
            q1.offer(q2.poll());
        }
        return res;
    }
    
    public boolean empty() {
        if(q1.isEmpty()){
            return true;
        }
        return false;
    }
}

// 一个队列实现栈
class MyStack {
    Queue<Integer> queue;

    public MyStack() {
        queue=new LinkedList<>();
    }
    
    public void push(int x) {
        queue.offer(x);
    }
    
    public int pop() {
        rePosition();
        return queue.poll();
    }
    
    public int top() {
        rePosition();
        int result = queue.poll();
        queue.add(result);
        return result;
    }
    
    public boolean empty() {
        if(queue.isEmpty()){
            return true;
        }
        return false;
    }

    public void rePosition(){
        int size = queue.size();
        size--;
        while(size-->0)
            queue.add(queue.poll());
    }
}

总结

栈和队列都是很重要的数据结构，具体的实现方法和作用要好好研究。加油！