LeetCode 0232.用栈实现队列：基础数据结构的学习

【LetMeFly】232.用栈实现队列：基础数据结构的学习

力扣题目链接：https://leetcode.cn/problems/implement-queue-using-stacks/

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

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。

示例 1：

输入：
["MyQueue", "push", "push", "peek", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出：
[null, null, null, 1, 1, false]解释：
MyQueue myQueue = new MyQueue();
myQueue.push(1); // queue is: [1]
myQueue.push(2); // queue is: [1, 2] (leftmost is front of the queue)
myQueue.peek(); // return 1
myQueue.pop(); // return 1, queue is [2]
myQueue.empty(); // return false

提示：

1 <= x <= 9
最多调用 100 次 push、pop、peek 和 empty
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）

进阶：

你能否实现每个操作均摊时间复杂度为 O(1) 的队列？换句话说，执行 n 个操作的总时间复杂度为 O(n) ，即使其中一个操作可能花费较长时间。

方法一：用栈实现队列

对于现成库，能使用的是栈的：(右边)入栈、(右边)出队、大小、非空这四种操作。

不难发现数据量很小，因此我们可以使用两个栈：

一个作为输入栈，新元素“入队”时直接加入到输入栈中。
一个作为输出栈，返回“队”中元素信息时，（若输出栈为空则依次将输入栈中的元素弹出到输出栈中）返回输出栈信息即可。

这样“元素序列”入栈出栈各两次，正好序列顺序保持不变（实现了先入先出的效果）。

时间复杂度（单次操作）：入队 $O (n)$ ，其余 $O (1)$
空间复杂度 $O (n)$

AC代码

C++

class MyQueue {
private:stack<int> input, output;void preTreatment() {if (output.size()) {return;}while (input.size()) {output.push(input.top());input.pop();}}public:MyQueue() {}void push(int x) {input.push(x);}int pop() {preTreatment();int ans = output.top();output.pop();return ans;}int peek() {preTreatment();return output.top();}bool empty() {preTreatment();return output.empty();}
};

Python

class MyQueue:def __init__(self):self.input = []self.output = []def __preTreatment(self):if self.output:returnwhile self.input:self.output.append(self.input.pop())def push(self, x: int) -> None:self.input.append(x)def pop(self) -> int:self.__preTreatment()return self.output.pop()def peek(self) -> int:self.__preTreatment()return self.output[-1]def empty(self) -> bool:self.__preTreatment()return not self.output