劍指Offer（面試題9-1）——用兩個棧實現隊列

劍指Offer（面試題9-1）

題目

請用棧實現一個隊列，支持如下四種操作：

• push(x) – 將元素x插到隊尾；
• pop() – 將隊首的元素彈出，並返回該元素；
• peek() – 返回隊首元素；
• empty() – 返回隊列是否爲空；

注意：

• 你只能使用棧的標準操作：push to top，peek/pop from top, size 和 is empty；
• 如果你選擇的編程語言沒有棧的標準庫，你可以使用list或者deque等模擬棧的操作；
• 輸入數據保證合法，例如，在隊列爲空時，不會進行pop或者peek等操作；

樣例

MyQueue queue = new MyQueue();

queue.push(1);
queue.push(2);
queue.peek();  // returns 1
queue.pop();   // returns 1
queue.empty(); // returns false

思路

​ 在做這道題之前，我們應該先搞清楚棧和隊列的特點：棧是一種後入先出的數據結構，而隊列是一種先入先出的數據結構

​ 我們可以通過兩個棧來實現一個隊列，st1作爲接收入隊元素的棧，st2作爲控制出隊元素的棧，當我們要入隊時，就將入隊元素壓入st1中，這時我們發現，如果需要出隊，根據隊列先入先出的特性，st1的棧底元素需要最先被彈出，這時就要用到第二個棧st2了，我們將st1中所有的元素全部出棧，並依次壓入st2，可以發現，因爲棧是後入先出的數據結構，st1的棧頂元素會被壓入st2的棧底， 而我們要得到的最先入隊的元素，也就是原st1的棧底元素，此時在st2的棧頂，我們直接對st2進行出棧操作，就可以得到需要出隊的元素了

​ 這裏我們需要注意，每次出棧時，我們應該先檢測st2中是否還有值，如果有值我們就不需要將st1的元素壓入st2中，直接從st2出棧即可，下面是代碼，這裏我是用 Java 中自帶的棧，使用數組模擬棧也是完全可以的

代碼

class MyQueue {

    private Stack<Integer> st1;
    private Stack<Integer> st2;

    /** Initialize your data structure here. */
    public MyQueue() {
        st1 = new Stack<Integer>();
        st2 = new Stack<Integer>();
    }
    
    /** Push element x to the back of queue. */
    public void push(int x) {
        st1.push(x);
    }
    
    /** Removes the element from in front of queue and returns that element. */
    public int pop() {
        if (st2.empty()) {
            while (!st1.empty())
                st2.push(st1.pop());
        }
        return st2.pop();
    }
    
    /** Get the front element. */
    public int peek() {
        if (st2.empty())
            while (!st1.empty())
                st2.push(st1.pop());
        return st2.peek();
    }
    
    /** Returns whether the queue is empty. */
    public boolean empty() {
        if (st1.empty() && st2.empty()) return true;
        return false;
    }
}

/**
 * Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
 * MyQueue obj = new MyQueue();
 * obj.push(x);
 * int param_2 = obj.pop();
 * int param_3 = obj.peek();
 * boolean param_4 = obj.empty();
 */