巧用队列实现栈：LeetCode第225题解析

前端

2023-11-20 15:49:58

1. 栈与队列的数据结构

栈是一种先进后出（FILO）的数据结构，这意味着最近添加的元素将首先被移除。栈在计算机科学中广泛应用于函数调用、递归和语法分析等场景。

队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，这意味着最早添加的元素将首先被移除。队列常用于处理排队、消息传递和任务调度等问题。

2. 利用队列实现栈

乍一看，队列和栈似乎截然不同。然而，我们可以巧妙地利用队列来模拟栈的行为。具体做法是使用两个队列：

队列A ：作为栈的主要存储结构，用于压入和弹出元素。
队列B ：作为辅助队列，用于临时存储元素。

3. 实现栈的四个基本操作

1. push(x)

将元素x压入队列A。

2. top()

将队列A中除队首元素外的所有元素依次出队，并压入队列B。
此时，队列A中仅剩队首元素，即栈顶元素。
将队列B中所有元素依次出队，并压入队列A。
返回栈顶元素。

3. pop()

将队列A中除队首元素外的所有元素依次出队，并压入队列B。
此时，队列A中仅剩队首元素，即栈顶元素。
将栈顶元素出队并丢弃。
将队列B中所有元素依次出队，并压入队列A。

4. empty()

若队列A为空，则栈为空，返回true；否则，返回false。

4. LeetCode第225题解析

LeetCode第225题要求我们仅使用两个队列实现一个栈，并支持普通栈的全部四种操作（push、top、pop 和 empty）。我们可以按照上述方法来实现。

class MyStack:
    def __init__(self):
        self.queueA = []
        self.queueB = []

    def push(self, x):
        self.queueA.append(x)

    def top(self):
        while len(self.queueA) > 1:
            self.queueB.append(self.queueA.pop(0))
        top = self.queueA[0]
        while len(self.queueB) > 0:
            self.queueA.append(self.queueB.pop(0))
        return top

    def pop(self):
        while len(self.queueA) > 1:
            self.queueB.append(self.queueA.pop(0))
        self.queueA.pop(0)
        while len(self.queueB) > 0:
            self.queueA.append(self.queueB.pop(0))

    def empty(self):
        return len(self.queueA) == 0