数据结构-队列模拟栈 / 栈模拟队列

2020-03-01 20:34:36

一、队列模拟栈

问题描述：

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）。

问题求解：

如果是使用stack来模拟queue，那么是一般会使用两个stack来进行模拟；如果是使用queue来模拟stack的话，则比较简单，我们只需要去维护queue的首元素保持为最后一次push的元素即可。

class MyStack {
    Queue<Integer> q;

    /** Initialize your data structure here. */
    public MyStack() {
        q = new LinkedList<>();
    }
    
    /** Push element x onto stack. */
    public void push(int x) {
        int size = q.size();
        q.add(x);
        for (int i = 0; i < size; i++) q.add(q.poll());
    }
    
    /** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
    public int pop() {
        return q.poll();
    }
    
    /** Get the top element. */
    public int top() {
        return q.peek();
    }
    
    /** Returns whether the stack is empty. */
    public boolean empty() {
        return q.isEmpty();
    }
}

　　

二、栈模拟队列

问题描述：

使用栈实现队列的下列操作：

push(x) -- 将一个元素放入队列的尾部。
pop() -- 从队列首部移除元素。
peek() -- 返回队列首部的元素。
empty() -- 返回队列是否为空。
示例:

MyQueue queue = new MyQueue();

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

说明:

你只能使用标准的栈操作 -- 也就是只有 push to top, peek/pop from top, size, 和 is empty 操作是合法的。
你所使用的语言也许不支持栈。你可以使用 list 或者 deque（双端队列）来模拟一个栈，只要是标准的栈操作即可。
假设所有操作都是有效的 （例如，一个空的队列不会调用 pop 或者 peek 操作）。

问题求解：

对于栈中的队首元素，获取的最简单的方式就是再开一个栈，因此可以使用两个栈来实现一个队列。

class MyQueue {
    Stack<Integer> left;
    Stack<Integer> right;

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