LeetCode225-用队列实现栈

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题目链接

英文链接：https://leetcode.com/problems/implement-stack-using-queues/

中文链接：https://leetcode-cn.com/problems/implement-stack-using-queues/

题目详述

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）。

题目详解

主要有两种实现方式，各种操作时间复杂度如下：

  • push: O(1), pop: O(n), peek: O(n)
  • push: O(n), pop: O(1), peek: O(1)

第一种实现：

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public class LeetCode_00225 {

    // push: O(1), pop: O(n), peek: O(n)
    class MyStack {

        private Queue<Integer> queue;

        /** Initialize your data structure here. */
        public MyStack() {
            queue = new LinkedList<>();
        }

        /** Push element x onto stack. */
        public void push(int x) {
            queue.offer(x);
        }

        /** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
        public int pop() {
            int size = queue.size();
            while (size-- > 1) {
                queue.offer(queue.poll());
            }
            return queue.poll();
        }

        /** Get the top element. */
        public int top() {
            int size = queue.size();
            while (size-- > 1) {
                queue.offer(queue.poll());
            }
            int x = queue.poll();
            queue.offer(x);
            return x;
        }

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

第二种实现：

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public class LeetCode_00225 {

    // push: O(n), pop: O(1), peek: O(1)
    class MyStack {

        private Queue<Integer> in;
        private Queue<Integer> out;

        /** Initialize your data structure here. */
        public MyStack() {
            in = new LinkedList<>();
            out = new LinkedList<>();
        }

        /** Push element x onto stack. */
        public void push(int x) {
            in.offer(x);
            while (!out.isEmpty()) {
                in.offer(out.poll());
            }
            // 交换两者的角色（in 为空，out 按元素的逆序排列）
            Queue tmp = in;
            in = out;
            out = tmp;
        }

        /** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
        public int pop() {
            return out.poll();
        }

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

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