剑指Offer_#9_用两个栈实现队列

剑指Offer_#9_用两个栈实现队列

剑指offer

Contents

• • 题目
  • 思路分析
    • 算法流程
      • 入队列appendTail()
      • 出队列deleteHead()
  • 解答
    • 复杂度分析

题目

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"]
[[],[3],[],[]]
输出：[null,null,3,-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 <= values <= 10000
最多会对 appendTail、deleteHead 进行 10000 次调用

思路分析

两个队列，一个负责入队操作，一个负责出队操作。

算法流程

入队列appendTail()

直接压入stack1

出队列deleteHead()

1. 判断stack2是否为空
   • stack2为空的情况下，将stack1当中所有的数字逐个弹出并压入stack2中。
2. 再次判断stack2是否为空
   • 这时如果stack2依然为空，说明队列里没有元素了，返回-1。
3. 如果到此为止没有返回值，说明stack2非空，返回stack2的栈顶元素。

解答

class CQueue {
    Stack<Integer> stack1;
    Stack<Integer> stack2;

    public CQueue() {
        stack1 = new Stack<>();
        stack2 = new Stack<>();
    }
    
    public void appendTail(int value) {
        stack1.add(value);
    }
    
    public int deleteHead() {
        //如果stack2是空的，则将stack1中所有元素弹出，然后加入stack2
        if(stack2.isEmpty()){
            while(!stack1.isEmpty()){
                stack2.push(stack1.pop());
            }
        }
        //此时如果stack2为空，说明队列没有任何元素，返回-1
        if(stack2.isEmpty()) return -1;
        //stack2非空，返回stack2顶部的元素
        return stack2.pop();
    }
}

复杂度分析

时间复杂度：O(1)

• appendTail()只有一次操作
• deleteHead看起来需要操作n次，但不是每次删除都会操作n次，当stack2非空时，只需要操作1次。均摊下来，复杂度还是O(1)

空间复杂度：O(n),两个栈占用的空间是O(n)