代码随想录--栈与队列--用栈实现队列

队列是先进先出，栈是先进后出。

如图所示：

题目

使用栈实现队列的下列操作：

push(x) – 将一个元素放入队列的尾部。
pop() – 从队列首部移除元素。
peek() – 返回队列首部的元素。
empty() – 返回队列是否为空。

示例:

MyQueue queue = new MyQueue();
queue.push(1);
queue.push(2);
queue.peek(); // 返回 1
queue.pop(); // 返回 1
queue.empty(); // 返回 false

说明:

你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。
你所使用的语言也许不支持栈。你可以使用 list 或者 deque（双端队列）来模拟一个栈，只要是标准的栈操作即可。
假设所有操作都是有效的 （例如，一个空的队列不会调用 pop 或者 peek 操作）。

思路

这是一道模拟题，不涉及到具体算法，考察的就是对栈和队列的掌握程度。

使用栈来模拟队列的行为，如果仅仅用一个栈，是一定不行的，所以需要两个栈一个输入栈，一个输出栈，这里要注意输入栈和输出栈的关系。

下面动画模拟以下队列的执行过程：

执行语句：
queue.push(1);
queue.push(2);
queue.pop(); 注意此时的输出栈的操作
queue.push(3);
queue.push(4);
queue.pop();
queue.pop();注意此时的输出栈的操作
queue.pop();
queue.empty();
在push数据的时候，只要数据放进输入栈就好，但在pop的时候，操作就复杂一些，输出栈如果为空，就把进栈数据全部导入进来（注意是全部导入），再从出栈弹出数据，如果输出栈不为空，则直接从出栈弹出数据就可以了。

最后如何判断队列为空呢？如果进栈和出栈都为空的话，说明模拟的队列为空了。

在代码实现的时候，会发现pop() 和 peek()两个函数功能类似，代码实现上也是类似的，可以思考一下如何把代码抽象一下。

C++代码如下：
class MyQueue {
public:
stack stIn;
stack stOut;
/** Initialize your data structure here. */
MyQueue() {

}
/** Push element x to the back of queue. */
void push(int x) {stIn.push(x);
}/** Removes the element from in front of queue and returns that element. */
int pop() {// 只有当stOut为空的时候，再从stIn里导入数据（导入stIn全部数据）if (stOut.empty()) {// 从stIn导入数据直到stIn为空while(!stIn.empty()) {stOut.push(stIn.top());stIn.pop();}}int result = stOut.top();stOut.pop();return result;
}/** Get the front element. */
int peek() {int res = this->pop(); // 直接使用已有的pop函数stOut.push(res); // 因为pop函数弹出了元素res，所以再添加回去return res;
}/** Returns whether the queue is empty. */
bool empty() {return stIn.empty() && stOut.empty();
}

};

时间复杂度: push和empty为O(1), pop和peek为O(n)
空间复杂度: O(n)

Java

class MyQueue {

Stack<Integer> stackIn;
Stack<Integer> stackOut;/** Initialize your data structure here. */
public MyQueue() {stackIn = new Stack<>(); // 负责进栈stackOut = new Stack<>(); // 负责出栈
}/** Push element x to the back of queue. */
public void push(int x) {stackIn.push(x);
}/** Removes the element from in front of queue and returns that element. */
public int pop() {    dumpstackIn();return stackOut.pop();
}/** Get the front element. */
public int peek() {dumpstackIn();return stackOut.peek();
}/** Returns whether the queue is empty. */
public boolean empty() {return stackIn.isEmpty() && stackOut.isEmpty();
}// 如果stackOut为空，那么将stackIn中的元素全部放到stackOut中
private void dumpstackIn(){if (!stackOut.isEmpty()) return; while (!stackIn.isEmpty()){stackOut.push(stackIn.pop());}
}

}