LeetCode 225.用队列实现栈

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LeetCode 225.用队列实现栈

题目:

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)。

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/implement-stack-using-queues
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双队列解法(1)

队列是FIFO的,栈是LIFO的,要用队列来实现栈,和题目232一样,这道题首先想到是双队列,A队列用作入栈,B队列用作出栈,但是队列和栈又不同,队列是一直都是先进先出,你即使重新将队列A入栈到队列B,那么他还是先进先出,所以这里入栈还是向队列A入栈,只有出栈的时候需要做些改动,将队列A只留下最后一个元素用作最后出队,其他元素入栈到B队列中,这样出栈的就是最后一个元素了.

 class MyStack {
        Queue<Integer> inQueue = new LinkedList<>();
        Queue<Integer> outQueue = new LinkedList<>();
        Integer top = -1;
        /** Initialize your data structure here. */
        public MyStack() {

        }

        /** Push element x onto stack. */
        public void push(int x) {
            inQueue.offer(x);
            top = x;
        }

        /** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
        public int pop() {
            //保留最后一个,用作最后出栈,即达到先入后出的效果
            while (inQueue.size() > 1){
                int temp = inQueue.poll();
                outQueue.offer(temp);
                top = temp;
            }
            Integer result = inQueue.poll();
            //因为outQueue和原来的inqueue是一样的,所以这里直接将outQueue赋值给inQueue,这样避免了再次复制元素 
            Queue<Integer> temp = inQueue;
            inQueue = outQueue;
            outQueue = temp;
            return result;
        }

        /** Get the top element. */
        public int top() {
            return top;
        }

        /** Returns whether the stack is empty. */
        public boolean empty() {
            return inQueue.isEmpty();
        }
    }

复杂度

时间复杂度:入栈O(1),出栈O(N)

空间复杂度:O(N)

双队列解法(2)

这里需要改变的是入栈的时候就达到栈的效果,每次入队的时候先入到B队列中,这样他就是第一个元素,然后将剩下的元素再一一入队到B队列,达到后进排队在最前面的效果

class MyStack2 {
        Queue<Integer> inQueue = new LinkedList<>();
        Queue<Integer> outQueue = new LinkedList<>();
        /** Initialize your data structure here. */
        public MyStack2() {

        }

        /** Push element x onto stack. */
        public void push(int x) {
            outQueue.offer(x);
            while(!inQueue.isEmpty()){
                outQueue.offer(inQueue.poll());
            }
            Queue<Integer> temp = outQueue;
            outQueue = inQueue;
            inQueue = temp;
        }

        /** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
        public int pop() {
            return inQueue.poll();
        }

        /** Get the top element. */
        public int top() {
            return inQueue.peek();
        }

        /** Returns whether the stack is empty. */
        public boolean empty() {
            return inQueue.isEmpty();
        }
    }

复杂度

空间复杂度:O(N)

时间复杂度:入栈O(N),出栈O(1)

单队列解法

每次有元素需要入栈的时候,先将元素入队,然后循环队列并到最后一个元素,保留最后一个元素,之前的元素全部都入队到队列该元素之后,就是每次有新元素入队的时候,前面的元素全部出队,并重新入队,这样保证最后入队的元素排在最前

 class MyStack3 {
        Queue<Integer> inQueue = new LinkedList<>();
        /** Initialize your data structure here. */
        public MyStack3() {

        }

        /** Push element x onto stack. */
        public void push(int x) {
            inQueue.offer(x);
            int size = inQueue.size();
            //每个数值出队之后再重新入队,达到最后面进来的元素在最前面的效果
            while(size > 1){
                inQueue.offer(inQueue.poll());
                size--;
            }

        }

        /** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
        public int pop() {
            return inQueue.poll();
        }

        /** Get the top element. */
        public int top() {
            return inQueue.peek();
        }

        /** Returns whether the stack is empty. */
        public boolean empty() {
            return inQueue.isEmpty();
        }
    }

复杂度

时间复杂度:入栈O(N),出栈O(1)

空间复杂度:O(N)