LeetCode题解之用两个栈实现队列

用两个栈实现队列

题目描述

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，deleteHead 操作返回 -1 )

示例 1：

输入：
["CQueue","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[3],[],[]]
输出：[null,null,3,-1]

示例 2：

输入：
["CQueue","deleteHead","appendTail","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[],[5],[2],[],[]]
输出：[null,-1,null,null,5,2]

提示：

• 1 <= values <= 10000
• 最多会对 appendTail、deleteHead 进行 10000 次调用

解题思路

使用两个栈来实现队列，在 stack1 中完成插入操作，删除时，如果 stack1，stack2 都为空，此时相当于队列中没有元素，返回 -1 ，如果 stack2 不为空，直接弹出 stack2 栈顶的元素即可，否则将 stack1中的所有元素依次弹出并插入 stack2 中，然后弹出 stack2 栈顶的元素即可。

复杂度分析

• 时间复杂度：O(1)，插入操作时间复杂度为 O(1) 应该很好理解，那么删除操作的时间复杂度为什么也是 O(1) 呢？因为即使是删除操作，每个元素也至多会被插入和弹出 stack2 一次，因此删除操作的均摊时间复杂度为 O(1)。
• 空间复杂度：O(n)，需要使用两个栈来存储元素。

代码实现

class CQueue {

    private Stack<Integer> stack1;
    private Stack<Integer> stack2;

    public CQueue() {
        stack1 = new Stack<>();
        stack2 = new Stack<>();
    }
    
    public void appendTail(int value) {
        stack1.push(value);
    }
    
    public int deleteHead() {
        if (stack1.isEmpty() && stack2.isEmpty()) {
            return -1;
        }
        if (!stack2.isEmpty()) {
            return stack2.pop();
        }
        while (!stack1.isEmpty()) {
            stack2.push(stack1.pop());
        }
        return stack2.pop();
    }
}

/**
 * Your CQueue object will be instantiated and called as such:
 * CQueue obj = new CQueue();
 * obj.appendTail(value);
 * int param_2 = obj.deleteHead();
 */