232. 用栈实现队列

题目链接：232. 用栈实现队列(简单)

题目描述

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。

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。

示例：

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）

题解

思路：栈遵循的是”先进后出“原则，而队列是”先进先出“，所以此题需要用到一个输入栈和一个输出栈。对于push()，只需将元素推入输入栈即可。对于pop()和peak()，首先需要判断当前的输出栈是否为空，如果不为空，直接弹出或返回输出栈的栈顶元素即可；如果输出栈为空，需要将输入栈里面的所有元素按顺序弹出并推入到输出栈中，再弹出或返回输出栈的栈顶元素。对于empty()，只有输入栈和输出栈都为空时，才返回true。

代码(C++)

class MyQueue {
public:
    stack<int> staIn;//输入栈
    stack<int> staOut;//输出栈

    MyQueue() {

    }

    void push(int x) {
        staIn.push(x);
    }

    int pop() {
        //如果输出栈为空，输入栈非空，则要将输入栈的元素全部push进输出栈
        if (staOut.empty()) {
            while (!staIn.empty()) {
                staOut.push(staIn.top());
                staIn.pop();
            }
        }
        int result = staOut.top();
        staOut.pop();
        return result;
    }

    int peek() {
//        if (staOut.empty()) {
//            while (!staIn.empty()) {
//                staOut.push(staIn.top());
//                staIn.pop();
//            }
//        }
//        int result = staOut.top();
//        return result;
        int result = this->pop(); // 使用已有的pop函数
        staOut.push(result); // 因为pop函数弹出了元素result，所以需要再添加回去
        return result;
    }

    bool empty() {
        if (staIn.empty() && staOut.empty()) return true;
        else return false;
    }
};

分析：

时间复杂度：push(): O(1)；pop(): O(N)；peek(): O(N)；empty(): O(1)。N为栈中的元素个数
空间复杂度：O(N)