【LeetCode刷题日志】232.用栈实现队列

• 🎈个人主页：库库的里昂
•  🎐C/C++领域新星创作者
•  🎉欢迎 👍点赞✍评论⭐收藏
• ✨收录专栏：LeetCode 刷题日志
• 🤝希望作者的文章能对你有所帮助，有不足的地方请在评论区留言指正，大家一起学习交流！🤗

目录

1.题目描述

2.解题思路+代码实现

方法：双栈

思路及算法：

代码实现：

---

1.题目描述

OJ链接 【leetcode 题号：232.用栈实现队列】【难度：简单】

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 100 次 push、pop、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。

2.解题思路+代码实现

方法：双栈

思路及算法：

将一个栈当作输入栈，用于压入push传入的数据；另一个栈当作输出栈，用于 pop和peek操作。

每次pop或peek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：

typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{STDataType* a;int top;int capacity;
}ST;void STInit(ST* pst)
{assert(pst);pst->a = NULL;pst->top = 0;pst->capacity = 0;
}void STDestroy(ST* pst)
{assert(pst);free(pst->a);pst->a = NULL;pst->top = 0;pst->capacity = 0;
}void STPush(ST* pst, STDataType x)
{if (pst->top == pst->capacity) {int newCapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity * 2;STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->a, newCapacity * sizeof(STDataType));if (tmp == NULL) {perror("realloc fail");return;}pst->a = tmp;pst->capacity = newCapacity;}pst->a[pst->top] = x;pst->top++;
}bool STEmpty(ST* pst)
{assert(pst);return pst->top == 0;
}void STPop(ST* pst)
{assert(pst);assert(!STEmpty(pst));pst->top--;
}STDataType STTop(ST* pst)
{assert(pst);assert(!STEmpty(pst));return pst->a[pst->top - 1];
}int STSize(ST* pst)
{assert(pst);return pst->top;
}//------以下为OJ提供-------typedef struct {ST pushst;ST popst;
} MyQueue;MyQueue* myQueueCreate() {MyQueue* obj = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));if (obj == NULL) {perror("malloc fail");return 0;}STInit(&obj->pushst);STInit(&obj->popst);return obj;
}void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {STPush(&obj->pushst, x);
}int myQueuePop(MyQueue* obj) {int front = myQueuePeek(obj);STPop(&obj->popst);return front;
}int myQueuePeek(MyQueue* obj) {if (STEmpty(&obj->popst)) {while (!STEmpty(&obj->pushst)) {STPush(&obj->popst, STTop(&obj->pushst));STPop(&obj->pushst);}}return STTop(&obj->popst);
}bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {return STEmpty(&obj->pushst) && STEmpty(&obj->popst);
}void myQueueFree(MyQueue* obj) {STDestroy(&obj->pushst);STDestroy(&obj->popst);free(obj);
}/*** Your MyQueue struct will be instantiated and called as such:* MyQueue* obj = myQueueCreate();* myQueuePush(obj, x);* int param_2 = myQueuePop(obj);* int param_3 = myQueuePeek(obj);* bool param_4 = myQueueEmpty(obj);* myQueueFree(obj);
*/

复杂度分析

• 时间复杂度：push和empty为O(1)，pop和peek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)。
• 空间复杂度：O(n)。其中n是操作总数。对于有n次push操作的情况，队列中会有n个元素，故空间复杂度为O(n)。