Go&Java算法之用两个栈实现队列

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用两个栈实现队列

用两个栈实现一个队列。队列的声明如下,请实现它的两个函数 appendTail 和 deleteHead ,分别完成在队列尾部插入整数和在队列头部删除整数的功能。(若队列中没有元素,deleteHead 操作返回 -1 )

 

示例 1:

输入: ["CQueue","appendTail","deleteHead","deleteHead"] [[],[3],[],[]] 输出:[null,null,3,-1] 示例 2:

输入: ["CQueue","deleteHead","appendTail","appendTail","deleteHead","deleteHead"] [[],[],[5],[2],[],[]] 输出:[null,-1,null,null,5,2] 提示:

1 <= values <= 10000 最多会对 appendTail、deleteHead 进行 10000 次调用

题解

方法一:双栈——Java

维护两个栈,第一个栈支持插入操作,第二个栈支持删除操作。

根据栈先进后出的特性,我们每次往第一个栈里插入元素后,第一个栈的底部元素是最后插入的元素,第一个栈的顶部元素是下一个待删除的元素。

为了维护队列先进先出的特性,我们引入第二个栈,用第二个栈维护待删除的元素,在执行删除操作的时候我们首先看下第二个栈是否为空。

如果为空,我们将第一个栈里的元素一个个弹出插入到第二个栈里,这样第二个栈里元素的顺序就是待删除的元素的顺序,要执行删除操作的时候我们直接弹出第二个栈的元素返回即可。

  • 插入元素

    • stack1 直接插入元素
  • 删除元素

    • 如果 stack2 为空,则将 stack1 里的所有元素弹出插入到 stack2 里

    • 如果 stack2 仍为空,则返回 -1,否则从 stack2 弹出一个元素并返回

class CQueue {
            LinkedList<Integer> stack1;
        LinkedList<Integer> stack2;

        public CQueue() {
            stack1 = new LinkedList<>();
            stack2 = new LinkedList<>();
        }

        public void appendTail(int value) {
            stack1.push(value);
        }

        public int deleteHead() {
            if (stack2.isEmpty() && stack1.isEmpty()) {
                return -1;
            } else if (stack2.isEmpty()) {
                while (!stack1.isEmpty()) {
                    stack2.push(stack1.pop());
                }
            }
            return stack2.pop();
        }
}

时间复杂度:O(N)

空间复杂度:O(N)

方法一:双栈——Go

由于Golang中无栈结构,所以需要构建栈结构体。

type CQueue struct {
    stack1, stack2 *list.List
}

func Constructor() CQueue {
    return CQueue{
        stack1: list.New(),
        stack2: list.New(),
    }
}

func (this *CQueue) AppendTail(value int)  {
    this.stack1.PushBack(value)
}

func (this *CQueue) DeleteHead() int {
    // 如果第二个栈为空
    if this.stack2.Len() == 0 {
        for this.stack1.Len() > 0 {
            this.stack2.PushBack(this.stack1.Remove(this.stack1.Back()))
        }
    }
    if this.stack2.Len() != 0 {
        e := this.stack2.Back()
        this.stack2.Remove(e)
        return e.Value.(int)
    }
    return -1
}

时间复杂度:O(N)

空间复杂度:O(N)