劍指offer——用兩個棧實現隊列 Java

@author: sdubrz
@date: 2020.05.04
難度： 簡單
@e-mail: lwyz521604#163.com
題目來自《劍指offer》 電子工業出版社

用兩個棧實現一個隊列。隊列的聲明如下，請實現它的兩個函數 appendTail 和 deleteHead ，分別完成在隊列尾部插入整數和在隊列頭部刪除整數的功能。(若隊列中沒有元素，deleteHead 操作返回 -1 )

示例 1：

輸入：
["CQueue","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[3],[],[]]
輸出：[null,null,3,-1]

示例 2：

輸入：
["CQueue","deleteHead","appendTail","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[],[5],[2],[],[]]
輸出：[null,-1,null,null,5,2]

提示：

• 1 <= values <= 10000
• 最多會對 appendTail、deleteHead 進行 10000 次調用

我的解法

隊列是先進先出的，棧是先進後出的，所以用一個棧將另一個棧的順序顛倒一下，就可以改成先進先出的隊列了。這個比較簡單，下面是Java程序實現：

import java.util.*;
class CQueue {
    private Stack<Integer> stack1;
    private Stack<Integer> stack2;
    public CQueue() {
        this.stack1 = new Stack<>();
        this.stack2 = new Stack<>();
    }
    
    public void appendTail(int value) {
        while(!stack2.isEmpty()){
            stack1.push(stack2.pop());
        }
        stack1.push(value);
    }
    
    public int deleteHead() {
        if(stack1.isEmpty() && stack2.isEmpty()){
            return -1;
        }

        while(!stack1.isEmpty()){
            stack2.push(stack1.pop());
        }

        return stack2.pop();
    }
}

/**
 * Your CQueue object will be instantiated and called as such:
 * CQueue obj = new CQueue();
 * obj.appendTail(value);
 * int param_2 = obj.deleteHead();
 */

在 LeetCode 系統中提交的結果如下

執行結果： 通過 顯示詳情
執行用時 : 198 ms, 在所有 Java 提交中擊敗了 39.76% 的用戶
內存消耗 : 47.9 MB, 在所有 Java 提交中擊敗了 100.00% 的用戶

網友的解法

在我的方法中每次插入和刪除都要先把所有元素放入同一個棧中。有網友指出，不需要在插入和刪除時都進行順序顛倒，例如當用 stack1 管理添加，stack2 管理刪除時，在刪除的時候只需要在 stack2 爲空時，纔將 stack1 中的元素全部轉移到 stack2 即可，而在添加元素時，只需要簡單地往 stack1 中添加元素即可，不用管 stack2 。這樣可以減少兩個棧之間不必要的元素交換。下面是根據這一思路，用Java的具體實現。

class CQueue {

    public int size;
    private Stack<Integer> stack1;
    private Stack<Integer> stack2;

    public CQueue() {
        this.size = 0;
        this.stack1 = new Stack<>();
        this.stack2 = new Stack<>();
    }
    
    public void appendTail(int value) {
        stack1.push(value);
        size++;
    }
    
    public int deleteHead() {
        if(size==0){
            return -1;
        }

        if(stack2.isEmpty()){
            while(!stack1.isEmpty()){
                stack2.push(stack1.pop());
            }
        }
        size--;
        return stack2.pop();      
    }
}

/**
 * Your CQueue object will be instantiated and called as such:
 * CQueue obj = new CQueue();
 * obj.appendTail(value);
 * int param_2 = obj.deleteHead();
 */

在 LeetCode 系統中提交結果顯示，這一方法要比我前面的方法快一些。提交結果顯示，這一方法也不是所有 Java 提交中最快的方法，是因爲部分網友沒有真正地使用兩個棧來實現，而是使用了數組或直接用的庫中的隊列實現，拉高了排名標準。

執行結果： 通過 顯示詳情
執行用時 : 66 ms, 在所有 Java 提交中擊敗了 66.77% 的用戶
內存消耗 : 47.9 MB, 在所有 Java 提交中擊敗了 100.00% 的用戶