栈和队列设计

225.用队列实现栈

题目描述

使用队列实现栈的下列操作：

• push(x) — 元素 x 入栈
• pop() — 移除栈顶元素
• top() — 获取栈顶元素
• empty() — 返回栈是否为空

注意:

• 你只能使用队列的基本操作— 也就是 push to back, peek/pop from front, size, 和 is empty 这些操作是合法的。
• 你所使用的语言也许不支持队列。 你可以使用 list 或者 deque（双端队列）来模拟一个队列 , 只要是标准的队列操作即可。
• 你可以假设所有操作都是有效的（例如, 对一个空的栈不会调用 pop 或者 top 操作）。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/implement-stack-using-queues
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

代码

两个队列， 压入 - O(n)O(n)， 弹出 - O(1)O(1)

class MyStack {
    private Queue<Integer> q1 = new LinkedList<>();
    private Queue<Integer> q2 = new LinkedList<>();
    private int top;
        /** Initialize your data structure here. */
        public MyStack() {

        }
        
        /** Push element x onto stack. */
        public void push(int x) {
            q2.add(x);
            top = x;
            while (!q1.isEmpty()) {                
                q2.add(q1.remove());
            }
            Queue<Integer> temp = q1;
            q1 = q2;
            q2 = temp;
        }
        
        /** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
        public int pop() {
            q1.remove();
            int res = top;
            if (!q1.isEmpty()) {
                top = q1.peek();
            }
            return res;
        }
        
        /** Get the top element. */
        public int top() {
            return top;
        }
        
        /** Returns whether the stack is empty. */
        public boolean empty() {
            return q1.isEmpty();
        }
}

/**
 * Your MyStack object will be instantiated and called as such:
 * MyStack obj = new MyStack();
 * obj.push(x);
 * int param_2 = obj.pop();
 * int param_3 = obj.top();
 * boolean param_4 = obj.empty();
 */

一个队列， 压入 - O(n)O(n)， 弹出 - O(1)O(1)

class MyStack {
    private LinkedList<Integer> q1 = new LinkedList<>();

    // Push element x onto stack.
    public void push(int x) {
        q1.add(x);
        int sz = q1.size();
        while (sz > 1) {
            q1.add(q1.remove());
            sz--;
        }
    }

        // Removes the element on top of the stack.
    public int pop() {
        return q1.remove();
    }

        // Return whether the stack is empty.
    public boolean empty() {
        return q1.isEmpty();
    }

    // Get the top element.
    public int top() {
        return q1.peek();
    }
    

}

232.用栈实现队列

题目描述

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）。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/implement-queue-using-stacks
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

代码

class MyQueue {

    Stack<Integer> stack1 = new Stack<>();
    Stack<Integer> stack2 = new Stack<>();
    int top;

    /** Initialize your data structure here. */
    public MyQueue() {

    }

    /** Push element x to the back of queue. */
    public void push(int x) {
        if (stack1.empty())
            top = x;
        while (!stack1.isEmpty())
            stack2.push(stack1.pop());
        stack2.push(x);
        while (!stack2.isEmpty())
            stack1.push(stack2.pop());

    }

    /** Removes the element from in front of queue and returns that element. */
    public int pop() {
        int res = stack1.pop();
        if (!stack1.empty())
            top = stack1.peek();
        return res;
    }

    /** Get the front element. */
    public int peek() {
        return top;
    }

    /** Returns whether the queue is empty. */
    public boolean empty() {
        return stack1.isEmpty();
    }
}

/**
 * Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
 * MyQueue obj = new MyQueue();
 * obj.push(x);
 * int param_2 = obj.pop();
 * int param_3 = obj.peek();
 * boolean param_4 = obj.empty();
 */

比较好理解的版本

import java.util.Stack;

public class MyQueue {

    private Stack<Integer> stackPush;
    private Stack<Integer> stackPop;

    /**
     * Initialize your data structure here.
     */
    public MyQueue() {
        stackPush = new Stack<>();
        stackPop = new Stack<>();
    }

    /**
     * Push element x to the back of queue.
     */
    public void push(int x) {
        stackPush.push(x);
    }

    /**
     * 辅助方法：一次性将 stackPush 里的所有元素倒入 stackPop
     * 注意：1、该操作只在 stackPop 里为空的时候才操作，否则会破坏出队入队的顺序
     * 2、在 peek 和 pop 操作之前调用该方法
     */
    private void shift() {
        if (stackPop.isEmpty()) {
            while (!stackPush.isEmpty()) {
                stackPop.push(stackPush.pop());
            }
        }
    }

    /**
     * Removes the element from in front of queue and returns that element.
     */
    public int pop() {
        shift();
        if (!stackPop.isEmpty()) {
            return stackPop.pop();
        }
        throw new RuntimeException("队列里没有元素");
    }

    /**
     * Get the front element.
     */
    public int peek() {
        shift();
        if (!stackPop.isEmpty()) {
            return stackPop.peek();
        }
        throw new RuntimeException("队列里没有元素");
    }

    /**
     * Returns whether the queue is empty.
     */
    public boolean empty() {
        return stackPush.isEmpty() && stackPop.isEmpty();
    }
}

/**
 * Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
 * MyQueue obj = new MyQueue();
 * obj.push(x);
 * int param_2 = obj.pop();
 * int param_3 = obj.peek();
 * boolean param_4 = obj.empty();
 */