LeetCode#232-Implement Queue using Stacks-用棧實現隊列

1、題目

使用棧實現隊列的下列操做：

• push(x) -- 將一個元素放入隊列的尾部。
• pop() -- 從隊列首部移除元素。
• peek() -- 返回隊列首部的元素。
• empty() -- 返回隊列是否爲空。

示例:

MyQueue queue = new MyQueue();

queue.push(1);
queue.push(2);  
queue.peek();  // 返回 1
queue.pop();   // 返回 1
queue.empty(); // 返回 false

說明：

• 你只能使用標準的棧操做 -- 也就是隻有 push to top, peek/pop from top, size, 和 is empty 操做是合法的。
• 你所使用的語言也許不支持棧。你能夠使用 list 或者 deque（雙端隊列）來模擬一個棧，只要是標準的棧操做便可。
• 假設全部操做都是有效的 （例如，一個空的隊列不會調用 pop 或者 peek 操做）。

2、題解

• 解法1：兩個棧

隊列是先進先出，棧是先進後出。因此能夠用兩個棧，新元素壓入棧的時候，先將棧中的元素彈出，放到另外一個棧中，把新元素壓入到棧的底部，再把另外一個棧的元素彈出，放回原棧中。此時，棧頂元素就是出隊時要先出的隊首元素。

這裏用的是數組表示隊列，空間複雜度O(n)，時間複雜度分 push 和 pop ，前者是O(n)，後者是O(1)。

class MyQueue {
    /**
     * Initialize your data structure here.
     */
    function __construct() {
        $this->stack1 = [];
        $this->stack2 = [];
    }

    /**
     * Push element x to the back of queue.
     * @param Integer $x
     * @return NULL
     */
    function push($x) {
        while (!$this->empty()) {
            $this->stack2[] = array_pop($this->stack1);
        }
        $this->stack1[] = $x;
        while (!empty($this->stack2)) {
            $this->stack1[] = array_pop($this->stack2);
        }
    }

    /**
     * Removes the element from in front of queue and returns that element.
     * @return Integer
     */
    function pop() {
        return array_pop($this->stack1);
    }

    /**
     * Get the front element.
     * @return Integer
     */
    function peek() {
        return end($this->stack1);
    }

    /**
     * Returns whether the queue is empty.
     * @return Boolean
     */
    function empty() {
        return empty($this->stack1) ? true :false;
    }
}

• 解法2：兩個棧

使用兩個棧，一個棧（stack1）僅負責入棧，一個棧（stack2）僅負責出棧。有新元素入隊時，直接將元素壓入 stack1 便可。但當出隊時，須要判斷 stack2 是否爲空，若是爲空，將 stack1 的元素依次出棧，壓入 stack2 中，隨後從 stack2 彈出，即爲出隊。但當 stack2 不爲空時，仍然直接從 stack2 出棧便可，知道 stack2 爲空時，纔可將 stack1 的元素拿出來放入 stack2 中。

這裏用的是數組表示隊列，空間複雜度O(n)，時間複雜度分 push 和 pop ，前者是O(n)，後者是O(1)。

class MyQueue2 {
    /**
     * Initialize your data structure here.
     */
    function __construct() {
        $this->stack1 = [];
        $this->stack2 = [];
    }

    /**
     * Push element x to the back of queue.
     * @param Integer $x
     * @return NULL
     */
    function push($x) {
        $this->stack1[] = $x;
    }

    /**
     * Removes the element from in front of queue and returns that element.
     * @return Integer
     */
    function pop() {
        if (empty($this->stack2)) {
            while (!empty($this->stack1)) {
                $this->stack2[] = array_pop($this->stack1);
            }
        }
        return array_pop($this->stack2);
    }

    /**
     * Get the front element.
     * @return Integer
     */
    function peek() {
        if (empty($this->stack2)) {
            while (!empty($this->stack1)) {
                $this->stack2[] = array_pop($this->stack1);
            }
        }
        return end($this->stack2);
    }

    /**
     * Returns whether the queue is empty.
     * @return Boolean
     */
    function empty() {
        return empty($this->stack1) && empty($this->stack2) ? true : false;
    }
}