03.04、化栈为队
03.04、化栈为队
1、题目描述
实现一个 MyQueue
类,该类用两个栈来实现一个队列。
2、解题思路
本题要求使用两个栈来实现一个队列。队列遵循先进先出(FIFO)的原则,而栈遵循后进先出(LIFO)的原则。因此,我们需要两个栈来模拟队列的行为:
- pushS:用于存储入队的元素。
- popS:用于反转元素顺序,以实现队列的出队操作。
3、解题步骤
- 入队操作 (
push
):- 将新元素直接压入到
pushS
栈中。
- 将新元素直接压入到
- 出队操作 (
pop
):- 检查 popS 栈是否为空:
- 如果
popS
为空,将pushS
中的所有元素逐个弹出并压入popS
。这一步将反转元素的顺序,从而实现队列的 FIFO 行为。 - 如果
popS
不为空,直接弹出并返回popS
的栈顶元素。
- 如果
- 检查 popS 栈是否为空:
- 获取队首元素 (
peek
):- 类似于
pop
操作,只是我们不弹出popS
栈的栈顶元素,而是返回它。
- 类似于
- 检查队列是否为空 (
empty
):- 队列为空的条件是
pushS
和popS
都为空。
- 队列为空的条件是
4、代码详解
class MyQueue {
private:stack<int> pushS; // 入队栈stack<int> popS; // 出队栈public:MyQueue() {}void push(int x) { pushS.push(x); }int pop() {// 如果出队栈为空,将入队栈的所有元素移到出队栈中if (popS.empty()) {while (!pushS.empty()) {popS.push(pushS.top());pushS.pop();}}int ret = popS.top(); // 获取出队栈的栈顶元素popS.pop(); // 弹出该元素return ret;}int peek() {// 如果出队栈为空,将入队栈的所有元素移到出队栈中if (popS.empty()) {while (!pushS.empty()) {popS.push(pushS.top());pushS.pop();}}return popS.top(); // 返回出队栈的栈顶元素}bool empty() { return pushS.empty() && popS.empty(); }
};
5、时间复杂度
- 入队操作 (
push
):O(1) - 出队操作 (
pop
):均摊 O(1),因为每个元素最多只会从pushS
转移到popS
一次。 - 获取队首元素 (
peek
):均摊 O(1) - 检查队列是否为空 (
empty
):O(1)
6、空间复杂度
- 使用了两个栈存储元素,空间复杂度为 O(n),其中 n 是队列中元素的数量。
这道题通过使用两个栈,成功模拟了队列的行为,展示了栈和队列之间的转换关系。
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