LeetCode热题(JS版)- 232. 用栈实现队列

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题目

请你仅使用两个栈实现先入先出队列。队列应当支持一般队列支持的所有操作(push、pop、peek、empty):

实现 MyQueue 类:

void push(int x) 将元素 x 推到队列的末尾
int pop() 从队列的开头移除并返回元素
int peek() 返回队列开头的元素
boolean empty() 如果队列为空,返回 true ;否则,返回 false

说明:

你 只能 使用标准的栈操作 —— 也就是只有 push to top, peek/pop from top, size, 和 is empty 操作是合法的。
你所使用的语言也许不支持栈。你可以使用 list 或者 deque(双端队列)来模拟一个栈,只要是标准的栈操作即可。

示例 1:

输入:
["MyQueue", "push", "push", "peek", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出:
[null, null, null, 1, 1, false]

解释:

MyQueue myQueue = new MyQueue();
myQueue.push(1); // queue is: [1]
myQueue.push(2); // queue is: [1, 2] (leftmost is front of the queue)
myQueue.peek(); // return 1
myQueue.pop(); // return 1, queue is [2]
myQueue.empty(); // return false

提示:

1 <= x <= 9
最多调用 100pushpop、peek 和 empty
假设所有操作都是有效的 (例如,一个空的队列不会调用 pop 或者 peek 操作)

进阶:

你能否实现每个操作均摊时间复杂度为 O(1) 的队列?换句话说,执行 n 个操作的总时间复杂度为 O(n) ,即使其中一个操作可能花费较长时间。

图解参考:blog.csdn.net/Green_756/a…

思路:输入栈 + 输出栈

题目要求使用两个栈实现队列,而栈是后进先出(Last In First Out,LIFO)的数据结构,而队列是先进先出(First In First Out,FIFO)的数据结构,因此需要使用两个栈来模拟队列的操作。 具体来说,我们可以使用一个输入栈 input 和一个输出栈 output。当需要 push 一个元素时,我们将其压入输入栈 input 中;当需要 pop 或 peek 一个元素时,我们先判断输出栈 output 是否为空,如果为空,则将输入栈 input 中的所有元素逐个弹出并压入输出栈 output 中,然后再对输出栈进行 pop 或 peek 操作。 这样做的好处是,可以保证输出栈 output 的栈顶元素始终是队列的队首元素,输入栈 input 的栈顶元素始终是队列的队尾元素,从而实现先进先出的队列操作。

class MyQueue {
    private input: number[] = [];
    private output: number[] = [];

    constructor() {}

    push(x: number): void {
        this.input.push(x);
    }

    pop(): number {
        this.peek(); // 先判断输出栈是否为空
        return this.output.pop()!; // 对输出栈进行 pop 操作
    }

    // 关键点:输入栈倒给输出栈。将LIFO改成FIFO
    peek(): number {
        if (this.output.length === 0) {
            // 如果输出栈为空,则将输入栈中的元素逐个弹出并压入输出栈中
            while (this.input.length !== 0) {
                this.output.push(this.input.pop()!);
            }
        }
        return this.output[this.output.length - 1]; // 返回输出栈的栈顶元素
    }

    empty(): boolean {
        return this.input.length === 0 && this.output.length === 0;
    }
}

/**
 * Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
 * var obj = new MyQueue()
 * obj.push(x)
 * var param_2 = obj.pop()
 * var param_3 = obj.peek()
 * var param_4 = obj.empty()
 */

image.png

  • 时间复杂度:
    • push 操作的时间复杂度为 O(1);
    • pop、peek、empty 操作的均摊时间复杂度为 O(1)。
  • 空间复杂度为 O(n),其中 n 是队列中的元素数量。