😀前言
在日常编程中,我们经常会遇到需要使用队列的情况,而在某些场景下,我们需要用栈来模拟队列的功能。本文将探讨如何使用两个栈来实现队列,并确保插入与删除操作的时间复杂度都是 O(1),同时保证存储 n 个元素的空间复杂度为 O(n)。通过合理的设计和实现,我们能够达到高效、可靠的队列操作。
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用两个栈实现队列
题目链接
题目描述
用两个栈来实现一个队列,使用n个元素来完成 n 次在队列尾部插入整数(push)和n次在队列头部删除整数(pop)的功能。 队列中的元素为int类型。保证操作合法,即保证pop操作时队列内已有元素。
数据范围: n≤1000
要求:存储n个元素的空间复杂度为 O(n),插入与删除的时间复杂度都是 O(1)
输入:[“PSH1”,“PSH2”,“POP”,“POP”]
返回值:1,2
说明:
“PSH1”:代表将1插入队列尾部
“PSH2”:代表将2插入队列尾部
"POP“:代表删除一个元素,先进先出=>返回1
"POP“:代表删除一个元素,先进先出=>返回2
用两个栈来实现一个队列,完成队列的 Push 和 Pop 操作。
解题思路
in 栈用来处理入栈(push)操作,out 栈用来处理出栈(pop)操作。一个元素进入 in 栈之后,出栈的顺序被反转。当元素要出栈时,需要先进入 out 栈,此时元素出栈顺序再一次被反转,因此出栈顺序就和最开始入栈顺序是相同的,先进入的元素先退出,这就是队列的顺序。
Stack<Integer> in = new Stack<Integer>();
Stack<Integer> out = new Stack<Integer>();
public void push(int node) {
in.push(node);
}
public int pop() throws Exception {
if (out.isEmpty())
while (!in.isEmpty())
out.push(in.pop());
if (out.isEmpty())
throw new Exception("queue is empty");
return out.pop();
}
😄总结
通过本文的学习,我们了解了如何利用两个栈来模拟队列的功能。通过设计一个入栈栈和一个出栈栈,我们能够实现队列的先进先出特性。在插入操作时,元素被压入入栈栈;在删除操作时,先将入栈栈的元素依次弹出并压入出栈栈,然后再从出栈栈中弹出元素,实现队列的出队操作。这样的设计保证了插入和删除操作的时间复杂度均为 O(1),并且空间复杂度为 O(n),满足了题目要求。这种利用栈实现队列的方法,在实际编程中具有一定的实用性,能够帮助我们更好地理解数据结构之间的相互转换和实现原理。
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