225. 用队列实现栈

题目链接：225. 用队列实现栈(简单)

题目描述

请你仅使用两个队列实现一个后入先出（LIFO）的栈，并支持普通栈的全部四种操作（push、top、pop 和 empty）。

实现 MyStack 类：

void push(int x) 将元素 x 压入栈顶。
int pop() 移除并返回栈顶元素。
int top() 返回栈顶元素。
boolean empty() 如果栈是空的，返回 true ；否则，返回 false 。

注意：

你只能使用队列的基本操作 —— 也就是 push to back、peek/pop from front、size 和 is empty 这些操作。
你所使用的语言也许不支持队列。你可以使用 list （列表）或者 deque（双端队列）来模拟一个队列 , 只要是标准的队列操作即可。

示例：

输入：
["MyStack", "push", "push", "top", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出：
[null, null, null, 2, 2, false]

解释：
MyStack myStack = new MyStack();
myStack.push(1);
myStack.push(2);
myStack.top(); // 返回 2
myStack.pop(); // 返回 2
myStack.empty(); // 返回 False

提示：

1 <= x <= 9
最多调用100 次 push、pop、top 和 empty
每次调用 pop 和 top 都保证栈不为空

题解

思路：根据题目的意思使用一个普通队列和一个用于备份数据的队列（其实这道题使用一个队列足以）。

使用两个队列：对于push()，只需将元素一个一个地推入普通队列即可；对于pop()，首先将普通队列里面的前面 n-1 个元素（假设普通队列中总的有 n 个元素）弹出并推入备份队列，再将最后一个元素弹出即可；对于 top()，只需返回队尾元素即可；对于empty()，只需判断普通队列是否为空即可。

使用一个队列：push()，top()，empty()的操作与”使用两个队列“的操作一样；对于pop()，首先将队列中的前面 n-1 个元素（假设队列中总的有 n 个元素）按顺序弹出并依次从队列末尾推入，再将最后一个元素弹出即可。

代码(C++)

//使用两个队列
class MyStack {
public:
    deque<int> deq1;//普通队列
    deque<int> deq2;//备份队列

    MyStack() {

    }

    void push(int x) {
        deq1.push_back(x);
    }

    int pop() {
        //如果队列1不为空，则将队列中的前 n-1 个元素(假设总的有 n 元素)推入队列2，再弹出最后一个元素
        while (deq1.size() - 1 > 0) {
            deq2.push_back(deq1.front());
            deq1.pop_front();
        }
        int result = deq1.front();
        deq1.pop_front();
        //将队列2中的元素全部推入队列1
        while (deq2.size() > 0) {
            deq1.push_back(deq2.front());
            deq2.pop_front();
        }
        return result;
    }

    int top() {
        return deq1.back();
    }

    bool empty() {
        if (deq1.empty()) return true;
        else return false;
    }
};

分析：

时间复杂度：push()：O(1)；pop()：O(N)；top()：O(1)；empty()：O(1)；N是队列中的元素个数
空间复杂度：O(N)，需要两个队列。

//使用一个队列
class MyStack {
public:
    deque<int> deq;

    MyStack() {

    }

    void push (int x) {
        deq.push_back(x);
    }

    int pop() {
        int size = deq.size();
        while (size - 1 > 0) {
            deq.push_back(deq.front());
            deq.pop_front();
            size--;
        }
        int result = deq.front();
        deq.pop_front();
        return result;
    }

    int top() {
        return deq.back();
    }

    bool empty() {
        return deq.empty();
    }

};

分析：

时间复杂度：push()：O(1)；pop()：O(N)；top()：O(1)；empty()：O(1)；N是队列中的元素个数
空间复杂度：O(N)，需要一个队列。