【剑指offer】用两个栈实现队列

题目

用两个栈来实现一个队列，完成队列的Push和Pop操作。 队列中的元素为int类型。

题解

1. 分析

队列的特性是：“先入先出”，栈的特性是：“先入后出”

当我们向模拟的队列插入数 a,b,c 时，假设插入的是 stack1，此时的栈情况为：

• 栈 stack1：{a,b,c}
• 栈 stack2：{}

当需要弹出一个数，根据队列的"先进先出"原则，a 先进入，则 a 应该先弹出。但是此时 a 在 stack1 的最下面，将 stack1 中全部元素逐个弹出压入 stack2，现在可以正确的从 stack2 中弹出 a，此时的栈情况为：

• 栈 stack1：{}
• 栈 stack2：{c,b}

继续弹出一个数，b 比 c 先进入，b 弹出，注意此时 b 在 stack2 的栈顶，可直接弹出，此时的栈情况为：

• 栈 stack1：{}
• 栈 stack2：{c}

此时向模拟队列插入一个数 d，还是插入 stack1，此时的栈情况为：

• 栈 stack1：{d}
• 栈 stack2：{c}

弹出一个数，c 比 d 先进入，c 弹出，注意此时 c 在 stack2 的栈顶，可直接弹出，此时的栈情况为：

• 栈 stack1：{d}
• 栈 stack2：{c}

根据上述栗子可得出结论：

1. 当插入时，直接插入 stack1
2. 当弹出时，当 stack2 不为空，弹出 stack2 栈顶元素，如果 stack2 为空，将 stack1 中的全部数逐个出栈入栈 stack2，再弹出 stack2 栈顶元素

2. 代码

import java.util.Stack;
public class Solution {
    Stack<Integer> stack1 = new Stack<Integer>();
    Stack<Integer> stack2 = new Stack<Integer>();
    
    public void push(int node) {
        stack1.push(node);
    }

    public int pop() {
        if (stack2.size() <= 0) {
            while (stack1.size() != 0) {
                stack2.push(stack1.pop());
            }
        }
        return stack2.pop();
    }
}

3. 复杂度

push时间复杂度：$O(1)$
push空间复杂度：$O(1)$
pop时间复杂度：$O(n)$
pop空间复杂度：$O(n)$