剑指 Offer 09. 用两个栈实现队列

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一、题目描述

这是 LeetCode 上:剑指 Offer 09. 用两个栈实现队列,难度为 简单

Tag:「栈」、「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","deleteHead"]
[[],[3],[],[],[]]
输出:[null,null,3,-1,-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、1 <= values <= 10000

2、最多会对 appendTail、deleteHead 进行 10000 次调用

二、解题思路

将一个栈当作输入栈,用于压入 appendTail 传入的数据;另一个栈当作输出栈,用于 deleteHead 操作。

每次 deleteHead 时,若输出栈为空则将输入栈的全部数据依次弹出并压入输出栈,这样输出栈从栈顶往栈底的顺序就是队列从队首往队尾的顺序。

代码实现:

class CQueue {
    Deque<Integer> inStack;
    Deque<Integer> outStack;

    public CQueue() {
        inStack = new ArrayDeque<Integer>();
        outStack = new ArrayDeque<Integer>();
    }

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

    public int deleteHead() {
        if (outStack.isEmpty()) {
            if (inStack.isEmpty()) {
                return -1;
            }
            in2out();
        }
        return outStack.pop();
    }

    private void in2out() {
        while (!inStack.isEmpty()) {
            outStack.push(inStack.pop());
        }
    }
}

复杂度分析

1、时间复杂度:appendTail 为 O(1),deleteHead 为均摊 O(1)。对于每个元素,至多入栈和出栈各两次,故均摊复杂度为 O(1)。

2、空间复杂度:O(n)。其中 n 是操作总数。对于有 n 次 appendTail 操作的情况,队列中会有 n 个元素,故空间复杂度为 O(n)。

三、总结

本道算法题难度为简单,我们使用双栈:一个输入栈,一个输出栈,经过两次栈操作,他就变成了一个队列。

1、栈特点:元素先进后出

2、队列特点:元素先进先出

好了,本篇文章到这里就结束了,感谢你的阅读🤝