Python实现队列？队列与栈的巅峰对决，分分钟看懂！

2022-12-17 19:34:03

使用栈实现队列：深入解析

在计算机科学的领域中，队列和栈都是至关重要的数据结构。队列遵循先进先出的原则，而栈遵循后进先出的原则。尽管它们有不同的行为方式，但在某些情况下，我们可能需要用栈来实现队列。本文将深入探讨使用栈实现队列的方法，并提供一个实用的 Python 代码示例。

理解队列和栈

队列是一种遵循先进先出的原则的线性数据结构。这意味着最早进入队列的元素将首先被移除。队列在现实生活中有着广泛的应用，例如排队买票或银行取款。

另一方面，栈也是一种遵循后进先出的原则的线性数据结构。这意味着最后进入栈的元素将最先被移除。栈在计算机科学中有着重要的应用，例如函数调用和表达式求值。

使用栈实现队列

有时，我们需要用栈来实现队列。例如，当我们希望使用一个栈来实现一个队列时，我们可以使用两个栈来实现。第一个栈用于存储元素，第二个栈用于存储元素的顺序。

具体来说，当我们想向队列添加一个元素时，我们将元素推入第一个栈。当我们想从队列中移除一个元素时，我们将元素从第一个栈弹出并推入第二个栈。然后，我们将第二个栈中的所有元素依次弹出并推入第一个栈。这样，最早进入队列的元素就将在第一个栈的顶部，从而遵循了队列的先进先出原则。

Python 代码示例

以下是用 Python 编写的使用栈实现队列的代码示例：

class Queue:
    def __init__(self):
        self.s1 = []  # 存储元素的栈
        self.s2 = []  # 存储元素顺序的栈

    def enqueue(self, x):
        # 将所有元素从 s1 移动到 s2
        while len(self.s1) > 0:
            self.s2.append(self.s1[-1])
            self.s1.pop()

        # 将元素推入 s1
        self.s1.append(x)

        # 将所有元素推回 s1
        while len(self.s2) > 0:
            self.s1.append(self.s2[-1])
            self.s2.pop()

    def dequeue(self):
        # 如果第一个栈为空
        if len(self.s1) == 0:
            print("队列为空")

        # 返回 s1 的栈顶元素
        x = self.s1[-1]
        self.s1.pop()
        return x

    def size(self):
        return len(self.s1)

    def is_empty(self):
        return len(self.s1) == 0

# 驱动代码
q = Queue()
q.enqueue(1)
q.enqueue(2)
q.enqueue(3)

print(q.size())  # 输出：3
print(q.is_empty())  # 输出：False
print(q.dequeue())  # 输出：1
print(q.size())  # 输出：2