【数据结构】栈与队列的相互实现-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了【数据结构】栈与队列的相互实现。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

🌏引言

队列与栈的操作算法是笔试面试中较为常见的题目。
本文将着重介绍平时面试中常见的关于队列与栈的应用题目，马上要进行秋招了。希望对你们有帮助 _😀
【数据结构】栈与队列的相互实现,数据结构,数据结构,java,队列,栈,面试题

🍀队列实现栈

🐱‍🏍题目描述：

请你仅使用两个队列实现一个后入先出（LIFO）的栈，并支持普通栈的全部四种操作（push、top、pop 和 empty）。

实现 MyStack 类：

void push(int x) 将元素 x 压入栈顶。
int pop() 移除并返回栈顶元素。
int top() 返回栈顶元素。
boolean empty() 如果栈是空的，返回 true ；否则，返回 false 。

class MyStack {

    public MyStack() {

    }
    
    public void push(int x) {

    }
    
    public int pop() {

    }
    
    public int top() {

    }
    
    public boolean empty() {

    }
}

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

📌注意事项：

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。
你所使用的语言也许不支持队列。你可以使用 list （列表）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。

📌示例与提示：

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🐱‍🐉思路解析：

我们用两个队列来实现栈
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整体思路为

后面会有每一步的解析

🚩入栈

入栈时：

我们队两个队列进行检查，那个队列不为空，我们就把元素放在那个队里
若都无元素，则我们让它放在qu1里

实现如下：

    public void push(int x) {
        if(!qu1.isEmpty()) {
            qu1.offer(x);
        } else if (!qu2.isEmpty()) {
            qu2.offer(x);
        }else {
            qu1.offer(x);
        }
    }

🚩出栈

出栈时：

我们将不为空的队列出size-1个元素到另一个队列里
例如：
最后弹出qu1里面元素就好

代码实现如下：

    public int pop() {
        if(empty()) {
            return -1;//两个队列都为空，意味着当前的栈为空
        }
        if(!qu1.isEmpty()) {
            int size = qu1.size();
            for (int i = 0; i < size-1; i++) {
                //for (int i = 0; i < qu1.size()-1; i++) {
                int val = qu1.poll();
                qu2.offer(val);
            }
            return qu1.poll();
        }else {
            int size = qu2.size();
            for (int i = 0; i < size-1; i++) {
                int val = qu2.poll();
                qu1.offer(val);
            }
            return qu2.poll();
        }
    }

🚩获取栈顶元素

与出栈实现方法类似，不同的地方在于

获取不是删除，所以需要将不为空的队列元素全部拿到另一个队列里
我们在删除时引入了一个val，它每一次回记录一个元素
当遍历结束时，val记录的便是栈顶元素
所以直接返回val即可

代码实现如下：

    public int top() {
        if(empty()) {
            return -1;//两个队列都为空，意味着当前的栈为空
        }
        if(!qu1.isEmpty()) {
            int size = qu1.size();
            int val = -1;
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                val = qu1.poll();
                qu2.offer(val);
            }
            return val;
        }else {
            int size = qu2.size();
            int val = -1;
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                val = qu2.poll();
                qu1.offer(val);
            }
            return val;
        }
    }

🚩判断是否为空

只要qu1与qu2都为null时，这时候队列就为空

代码实现如下：

    public boolean empty() {
        return qu1.isEmpty() && qu2.isEmpty();
    }

🐱‍👤完整代码实现：

class MyStack {
    private Queue<Integer> qu1;
    private Queue<Integer> qu2;

    public MyStack() {
        qu1 = new LinkedList<>();
        qu2 = new LinkedList<>();
    }

    public void push(int x) {
        if(!qu1.isEmpty()) {
            qu1.offer(x);
        } else if (!qu2.isEmpty()) {
            qu2.offer(x);
        }else {
            qu1.offer(x);
        }
    }

    public int pop() {
        if(empty()) {
            return -1;//两个队列都为空，意味着当前的栈为空
        }
        if(!qu1.isEmpty()) {
            int size = qu1.size();
            for (int i = 0; i < size-1; i++) {
                //for (int i = 0; i < qu1.size()-1; i++) {
                int val = qu1.poll();
                qu2.offer(val);
            }
            return qu1.poll();
        }else {
            int size = qu2.size();
            for (int i = 0; i < size-1; i++) {
                int val = qu2.poll();
                qu1.offer(val);
            }
            return qu2.poll();
        }
    }
    //peek
    public int top() {
        if(empty()) {
            return -1;//两个队列都为空，意味着当前的栈为空
        }
        if(!qu1.isEmpty()) {
            int size = qu1.size();
            int val = -1;
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                val = qu1.poll();
                qu2.offer(val);
            }
            return val;
        }else {
            int size = qu2.size();
            int val = -1;
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                val = qu2.poll();
                qu1.offer(val);
            }
            return val;
        }
    }

    public boolean empty() {
        return qu1.isEmpty() && qu2.isEmpty();
    }
}


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

🎄用栈实现队列

🐱‍👓题目描述

请你仅使用两个栈实现先入先出队列。队列应当支持一般队列支持的所有操作（push、pop、peek、empty）：

实现 MyQueue 类：

void push(int x) 将元素 x 推到队列的末尾
int pop() 从队列的开头移除并返回元素
int peek() 返回队列开头的元素
boolean empty() 如果队列为空，返回 true ；否则，返回 false

class MyQueue {

    public MyQueue() {

    }
    
    public void push(int x) {

    }
    
    public int pop() {

    }
    
    public int peek() {

    }
    
    public boolean empty() {

    }
}

/**
 * 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();
 */

📌说明

你只能使用标准的栈操作 —— 也就是只有 push to top, peek/pop fromtop, 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。

📌示例

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🐱‍🏍解法思路:

这个实现起来就简单多了

我们同样用两个栈来实现队列
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入栈的元素全部放入stack1中
出栈时，检查stack2是否为null，若为null
则直接将stack1的元素出栈后入到stack2里
然后弹出栈顶元素即可
获取队列开头元素时，直接获取stck2栈顶元素就好了
判断是否为null时，只要两个栈都为空，则队列就为null

🐱‍🐉代码实现

import java.util.Stack;

class MyQueue {

    private Stack<Integer> stack1;
    private Stack<Integer> stack2;

    public MyQueue() {
        stack1 = new Stack<>();
        stack2 = new Stack<>();
    }

    public void push(int x) {
        stack1.push(x);
    }

    public int pop() {
        if (empty()) {
            return -1;
        }
        if (stack2.empty()) {
            while (!stack1.empty()) {
                stack2.push(stack1.pop());
            }
        }
        return stack2.pop();
    }

    public int peek() {
        if (empty()) {
            return -1;
        }
        if (stack2.empty()) {
            while (!stack1.empty()) {
                stack2.push(stack1.pop());
            }
        }
        return stack2.peek();
    }

    public boolean empty() {
        return stack1.empty() && stack2.empty();
    }
}
/**
 * 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();
 */