Leetcode的AC指南 —— 栈与队列：232.用栈实现队列-编程知识

摘要：
**Leetcode的AC指南 —— 栈与队列：232.用栈实现队列 **。题目介绍：请你仅使用两个栈实现先入先出队列。队列应当支持一般队列支持的所有操作（push、pop、peek、empty）：
实现 MyQueue 类：
void push(int x) 将元素 x 推到队列的末尾
int pop() 从队列的开头移除并返回元素
int peek() 返回队列开头的元素
boolean empty() 如果队列为空，返回 true ；否则，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。

文章目录

一、题目
二、解析（go语言版）
1、int型数组作为两个栈

三、其他语言版本
Java
C++
Python

一、题目

题目介绍：请你仅使用两个栈实现先入先出队列。队列应当支持一般队列支持的所有操作（push、pop、peek、empty）：

实现 MyQueue 类：

void push(int x) 将元素 x 推到队列的末尾
int pop() 从队列的开头移除并返回元素
int peek() 返回队列开头的元素
boolean empty() 如果队列为空，返回 true ；否则，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。

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示例 1:

输入：
["MyQueue", "push", "push", "peek", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出：
[null, null, null, 1, 1, false]解释：
MyQueue myQueue = new MyQueue();
myQueue.push(1); // queue is: [1]
myQueue.push(2); // queue is: [1, 2] (leftmost is front of the queue)
myQueue.peek(); // return 1
myQueue.pop(); // return 1, queue is [2]
myQueue.empty(); // return false

提示：
1 <= x <= 9
最多调用 100 次 push、pop、peek 和 empty
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）

二、解析（go语言版）

1、int型数组作为两个栈

思路：
- 队列中存在两个栈：进栈和出栈
  - 在进栈压入元素，从出栈弹出元素
  - 注意队列先进先出的特点
    - 在出栈弹出元素时，在队列不为空，出栈为空的条件下，依次弹出进栈的元素压入出栈。
      - 这能使先进入队列的元素放在出栈的栈顶。
    - 然后在需要弹出队列的元素时，弹出出栈的栈顶元素，满足队列先进先出的特点。
时间复杂度: push和empty为O(1), pop和peek为O(n)
空间复杂度: O(n)


package maintype MyQueue struct {stackIn  []int // 进栈stackOut []int // 出栈
}// 初始化队列
func Constructor() MyQueue {return MyQueue{stackIn:  make([]int, 0),stackOut: make([]int, 0),}
}// 将队列x推到队列的末尾
func (this *MyQueue) Push(x int) {this.stackIn = append(this.stackIn, x) // 将元素添加到进栈
}// 从队列的开头移除，并返回元素
func (this *MyQueue) Pop() int {inLen, outLen := len(this.stackIn), len(this.stackOut)// 出栈为空时，将进栈中的元素转移到出栈if outLen == 0 {if inLen == 0 { // 队列为空return -1}// 根据先进显出的规则，取出所有 进栈的元素，压入出栈for i := inLen - 1; i >= 0; i-- {this.stackOut = append(this.stackOut, this.stackIn[i])}this.stackIn = []int{}      // 将进栈清空outLen = len(this.stackOut) // 统计出栈中当钱的元素}val := this.stackOut[outLen-1]           // 取出 出栈中最上面的那个元素this.stackOut = this.stackOut[:outLen-1] // 更新出栈return val
}// 返回队列开头的元素
func (this *MyQueue) Peek() int {val := this.Pop() // 弹出队列开头的元素if val == -1 {return -1} // 队列为空this.stackOut = append(this.stackOut, val) // 将弹出的元素压回return val}// 判断队列是否为空，空返回true，不空返回false
func (this *MyQueue) Empty() bool {return len(this.stackIn) == 0 && len(this.stackOut) == 0
}

三、其他语言版本

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());}}
}

C++

class MyQueue {
public:stack<int> stIn;stack<int> 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();}
};

Python

class MyQueue:def __init__(self):"""in主要负责push，out主要负责pop"""self.stack_in = []self.stack_out = []def push(self, x: int) -> None:"""有新元素进来，就往in里面push"""self.stack_in.append(x)def pop(self) -> int:"""Removes the element from in front of queue and returns that element."""if self.empty():return Noneif self.stack_out:return self.stack_out.pop()else:for i in range(len(self.stack_in)):self.stack_out.append(self.stack_in.pop())return self.stack_out.pop()def peek(self) -> int:"""Get the front element."""ans = self.pop()self.stack_out.append(ans)return ansdef empty(self) -> bool:"""只要in或者out有元素，说明队列不为空"""return not (self.stack_in or self.stack_out)