[每日一题] 第七题：用两个栈实现队列
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DRose 的个人博客
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
题解
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，第一个栈的底部是最后插入的元素，子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，如果未空，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
代码
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;
}
}
}
个人理解
- 个人测试，使用 Stack 也是可以执行成功的，但是 Stack 是 JDK 1.0 的产物，它继承自 Vector，Vector 都不推荐使用了，所以 Stack 也不被推荐使用了。这点我是不知道的。
- Deque：Deque 是继承自 Queue。Java 中的 Deque，即 “double ended queue” 的缩写，是 Java 中的双端队列集合类型。Deque 具备普通队列的 FIFO 的功能，同时它也具备了 Stack 的 LIFO 功能，并且保留了 push 和 pop 函数，所以使用起来应该是一点障碍都没有。
- ArrayDeque： 是 Deque 接口的一种具体实现，是依赖于可变数组来实现的。ArrayDeque 没有容量限制，可根据需求自动进行扩容。ArrayDeque 可以作为栈来使用，效率要高于 Stack。ArrayDeque 也可以作为队列来使用，效率相较于基于双向链表的 LinkedList 也要更好一些。注意，ArrayDeque 不支持为 null 的元素。
- 注意声明时要增加类型
Integert。 - 测试发现使用
ArrayDeque也可以。
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)。插入不多说，对于删除操作，虽然看起来是 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)。 - 空间复杂度O(N) ：需要使用两个栈存储已有的元素。
来源
来源：力扣（LeetCode）
链接：leetcode-cn.com/problems/yong-lian...
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