用队列尾栈实现一个队列的N种方法

前端

2024-02-03 10:21:13

前言

队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，而栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构。队列和栈都有广泛的应用，但有时我们需要使用队列来模拟栈的行为，或者使用栈来模拟队列的行为。本文将介绍如何使用队列尾栈实现一个队列的N种方法。

基本概念

队列

队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，这意味着先进入队列的元素将首先被移除。队列通常用链表或数组来实现。

栈

栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，这意味着最后进入栈的元素将首先被移除。栈通常用数组或链表来实现。

数据结构

为了使用队列尾栈实现一个队列，我们需要两个栈：一个作为队列的头栈，另一个作为队列的尾栈。头栈用于存储队列的头部元素，尾栈用于存储队列的尾部元素。

算法实现

方法一：使用两个栈实现队列

class Queue:
    def __init__(self):
        self.head_stack = []
        self.tail_stack = []

    def appendTail(self, x):
        self.tail_stack.append(x)

    def deleteHead(self):
        if not self.head_stack:
            while self.tail_stack:
                self.head_stack.append(self.tail_stack.pop())
        if self.head_stack:
            return self.head_stack.pop()
        else:
            return -1

方法二：使用一个栈实现队列

class Queue:
    def __init__(self):
        self.stack = []

    def appendTail(self, x):
        self.stack.append(x)

    def deleteHead(self):
        if len(self.stack) == 0:
            return -1
        else:
            for i in range(len(self.stack) - 1):
                self.stack[i] = self.stack[i + 1]
            return self.stack.pop()

代码示例

# 方法一：使用两个栈实现队列

queue = Queue()
queue.appendTail(1)
queue.appendTail(2)
queue.appendTail(3)
print(queue.deleteHead())  # 输出：1
print(queue.deleteHead())  # 输出：2
print(queue.deleteHead())  # 输出：3

# 方法二：使用一个栈实现队列

queue = Queue()
queue.appendTail(1)
queue.appendTail(2)
queue.appendTail(3)
print(queue.deleteHead())  # 输出：1
print(queue.deleteHead())  # 输出：2
print(queue.deleteHead())  # 输出：3