【剑指Offer-栈和队列】面试题9：用两个栈实现队列

题目描述

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。

思路

假设有两个栈stack1和stack2。我们向stack1中依次压入3个元素：a,b,c。队列是先进先出的，所以我们想让a先出栈，但此时c在栈顶。这时可以利用另一个栈stack2，将stack1中的元素依次弹出后并按照弹出顺序压入到stack2中，则a在stack2的栈顶，弹出即可模拟出队列。当有新的元素进入时，依然压入stack1。

总结一下：stack1只用来插入元素，stack2只用来删除元素。
插入元素：

• 直接将元素插入 stack1 即可；

删除元素：

• 如果 stack2 不为空，则弹出 stack2 的栈顶元素；
• 否则，如果 stack1 不为空，则将 stack1 中的元素弹出并压入 stack2，返回 stack2 的栈顶元素；

代码如下：

class Solution
{
public:
    void push(int node) {
        stack1.push(node);
    }

    int pop() {
        if(stack2.empty()){
            while(!stack1.empty()){
                int top = stack1.top();
                stack1.pop();
                stack2.push(top);
            }
        }
        int top = stack2.top();
        stack2.pop();
        return top;
    }

private:
    stack<int> stack1;
    stack<int> stack2;
};

拓展：使用两个队列实现一个栈

假设有两个队列q1和q2。初始时队列都为空，我们不妨向q1中压入元素a,b,c。由于栈是后进先出，所以c应该出栈，但c这时在q1的队尾。可以利用q2，我们将a,b出队列后压入q2（q1弹出到只剩一个元素）中，现在q1中只剩下了c，将c出队列返回即可（这一点和使用两个栈实现队列不同，两个栈实现队列中，栈中元素要全部弹出，而这里还剩一个）。此时，q1为空，q2非空。下一个要出栈的元素是b，而b在q2的队尾，同样地，我们将q2弹出到只剩一个元素，然后将弹出的元素a放入空队列q1中。将q2中剩余的一个元素b出队列返回即可。当入栈时，如果哪个队列非空就放进哪个队列。

代码如下：

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;

class Stack
{
private:
    queue<int> q1, q2;

public:
    void push(int v)
    {
        if(q1.empty() && q2.empty())
            q1.push(v);
        else if(!q1.empty())
            q1.push(v);
        else q2.push(v);
    }

    int pop()
    {
        int ans = -1;
        if(q1.empty())
        {
            int s = q2.size();
            while(s>1){
                int t = q2.front();
                q2.pop();
                q1.push(t);
                s--;
            }
            ans = q2.front();
            q2.pop();
        }
        else if(q2.empty())
        {
            int s = q1.size();
            while(s>1){
                int t = q1.front();
                q1.pop();
                q2.push(t);
                s--;
            }
            ans = q1.front();
            q1.pop();
        }
        return ans;
    }
};
int main()
{
    Stack* s = new Stack();
    s->push(1);
    s->push(2);
    cout<<s->pop()<<endl;
    s->push(3);
    cout<<s->pop()<<endl;
    cout<<s->pop()<<endl;
    s->push(4);
    s->push(5);
    cout<<s->pop()<<endl;
    s->push(6);
    cout<<s->pop()<<endl;
    cout<<s->pop()<<endl;
    return 0;
}

输出：

2
3
1
5
6
4