掌握用队列实现栈的技巧：精辟解读 LeetCode 225

闲谈

2023-11-09 00:47:16

用队列巧妙实现栈：深入解析 LeetCode 225

简介

数据结构是计算机科学的基础，而栈和队列是其中两大重要的数据结构。LeetCode 225 问题考察了如何巧妙地利用队列实现栈的功能。这乍一看似乎是不可能完成的任务，但本文将深入浅出地解析这一问题，为你提供全面且深入的理解。

栈与队列

栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，就像摞起来的一叠盘子，最后放入的盘子会被最先取出。

队列遵循先进先出（FIFO）的原则，就像排队等候一样，最早进入队列的人员会被最先服务。

用队列实现栈

乍一看，用队列实现栈似乎是不可能的，因为队列遵循 FIFO 原则，而栈遵循 LIFO 原则。但我们可以通过巧妙的算法设计来解决这一难题。

算法思路

为了用队列实现栈，我们需要利用两个队列：

出栈操作： 如果队列 1 中有元素，直接出队即可。如果队列 1 为空，则将队列 2 中除最后一个元素外的所有元素依次出队并入队到队列 1 中，最后出队队列 2 的最后一个元素。
入栈操作： 将新元素入队到队列 1 中。

代码实现

class MyStack:

    def __init__(self):
        self.queue1 = []
        self.queue2 = []

    def push(self, x: int) -> None:
        self.queue1.append(x)

    def pop(self) -> int:
        if not self.queue1:
            while len(self.queue2) > 1:
                self.queue1.append(self.queue2.pop(0))
            return self.queue2.pop(0)
        else:
            return self.queue1.pop(0)

    def top(self) -> int:
        if not self.queue1:
            while len(self.queue2) > 1:
                self.queue1.append(self.queue2.pop(0))
            return self.queue2[0]
        else:
            return self.queue1[0]

    def empty(self) -> bool:
        return not self.queue1 and not self.queue2