用两个栈实现队列

2020-07-02  本文已影响0人  年轻人多学点

方法一:双栈
思路和算法

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的元素的顺序,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

image.png
class CQueue {
    Deque<Integer> stack1;
    Deque<Integer> stack2;
    
    public CQueue() {
        stack1 = new LinkedList<Integer>();
        stack2 = new LinkedList<Integer>();
    }
    
    public void appendTail(int value) {
        stack1.push(value);
    }
    
    public int deleteHead() {
        // 如果第二个栈为空
        if (stack2.isEmpty()) {
            while (!stack1.isEmpty()) {
                stack2.push(stack1.pop());
            }
        } 
        if (stack2.isEmpty()) {
            return -1;
        } else {
            int deleteItem = stack2.pop();
            return deleteItem;
        }
    }
}

复杂度分析

时间复杂度:对于插入和删除操作,时间复杂度均为 O(1)O(1)。插入不多说,对于删除操作,虽然看起来是 O(n)O(n) 的时间复杂度,但是仔细考虑下每个元素只会「至多被插入和弹出 stack2 一次」,因此均摊下来每个元素被删除的时间复杂度仍为 O(1)O(1)。

空间复杂度:O(n)O(n)。需要使用两个栈存储已有的元素。

作者:LeetCode-Solution
链接:https://leetcode-cn.com/problems/yong-liang-ge-zhan-shi-xian-dui-lie-lcof/solution/mian-shi-ti-09-yong-liang-ge-zhan-shi-xian-dui-l-3/
来源:力扣(LeetCode)
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