LeetCode255.用队列实现栈

 题目传送门：Leetcode255.用队列实现栈

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

进阶：你能否仅用一个队列来实现栈。

 试题解析：

已知队列是先进先出，栈是先进后出。
当我们寻找栈顶元素时，实际上是要将当前队列的尾元素输出，但队列的pop()函数只能弹出队首，这时便可以使用第二个辅助队列。
具体方案：

定义两个队列q1,q2，q1为存放数据的队列，q2是辅助队列，每一步操作之后都要将数据存回q1

进行push操作时，在q1中插入元素
进行pop操作时：

1、将q1中的除了队尾之外的元素，全部插入到q2队列中

2、在q1中删除剩下的元素，即队尾元素

3、将q2队列中的元素再插回到q1中

class MyStack {
public:
    queue<int> q1;
    queue<int> q2;
    MyStack() {
    }
    
    void push(int x) {
        q1.push(x);
    }
    
    int pop() {
        int n = 0;
        while(n < q1.size() - 1){//循环到q1只剩一个元素
            q2.push(q1.front());
            q1.pop();
        }
        int num = q1.front();
        q1.pop();
        //将数据存回q1
        while(!q2.empty()){
            q1.push(q2.front());
            q2.pop();
        }
        return num;
    }
    
    int top() {
        return q1.back();
    }
    
    bool empty() {
        if(q1.empty()){
            return true;
        }
        return false;
    }
};

 更好方案

从以上方法我们可以观察到，q1是存放数据的队列，q2为辅助队列，每一次执行删除之后都要将q2的数据存回q1，接下来的push,pop操作都是从q1开始

那么我们可不可以在每一次pop中都少一次存回q1的操作，而将之后的push,pop操作开始于q2呢？

已知我们每一次转移元素操作后，都会有一个队列为空，那么pop操作时，我们只需要从不为空的队列开始操作即可

至于push操作，在最开始时，q1,q2都为空时，我们将元素添加到q1，对于之后的操作，我们还是只需要从不为空的队列开始插入元素即可。

class MyStack {
public:
    queue<int> q1;
    queue<int> q2;
    MyStack() {}
    
    void push(int x) {
        //若q1,q2都不为空，则插入到q1后
        if(q1.empty()&&q2.empty()){
            q1.push(x);
        }
        else{
            //选择不空的队列插入元素
            if(!q1.empty()) q1.push(x);
            else if(!q2.empty()) q2.push(x);
        }
        
    }
    
    int pop() {
        int n = 0;
        int num;
        //选择不空的队列操作
        if(!q1.empty()){
            while(n < q1.size() - 1){
                q2.push(q1.front());
                q1.pop();
            }
            num = q1.front();
            q1.pop();
        }
        else if(!q2.empty()){
            while(n < q2.size() - 1){
                q1.push(q2.front());
                q2.pop();
            }
            num = q2.front();
            q2.pop();
        }
        return num;
    }
    
    int top() {
        //选择不空的队列操作
        if(q1.empty()){
            while(!q2.empty()){
                q1.push(q2.front());
                q2.pop();
            }
            return q1.back();
        }
        else if(q2.empty()){
            while(!q1.empty()){
                q2.push(q1.front());
                q1.pop();
            }
            return q2.back();
        }
        return 0;
    }
    
    bool empty() {
        if(q1.empty()&&q2.empty()){
            return true;
        }
        return false;
    }
};