【基础篇 - Day 5】 2023-02-17 - 232. 用栈实现队列 （01. 数组，栈，队列 ）

[threedayAAAAA]

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。  

示例 1：

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）  

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。

来源：力扣（LeetCode） 链接：https://leetcode.cn/problems/implement-queue-using-stacks 著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

[threedayAAAAA]

思路

• 使用A, B两个栈，
• push时直接往A操作就OK
• peek 时 先判断B中有没有上次没消费完的，如果有直接pop
• 如果B中没有，则将A的数据依次出栈然后塞入B即可，经过两次的倒序，B中出栈的顺序即为先进先出
• pop操作同 peek,不过最后将B的栈顶真的pop出去即可
• isEmpty 直接判断两个栈是否均为空即可
• 看上述操作 push isEmpty 时间复杂度均为1，pop，peek操作均为N,
• 但是因为只有经过N次操作才会触发一次 peek或者pop，所以均摊下来时间复杂度为1

代码

class MyQueue {
    private data: number[]
    private data2: number[] 

    constructor() {
        this.data = []
        this.data2 = []
    }

    reverse(): void{
        while(this.data.length){
            this.data2.push(this.data.pop())
        }
    }

    push(x: number): void {
        this.data.push(x)
    }

    pop(): number {
        this.peek()
        return this.data2.pop()
    }

    peek(): number {
        if(this.empty()){
            return -1
        }
        if(!this.data2.length){
            this.reverse()
        }
        return this.data2[this.data2.length - 1]
    }

    empty(): boolean {
        return this.data.length + this.data2.length === 0
    }
}

时空复杂度

• 时间复杂度： O(1)
• 空间复杂度： O(n)

[yunliuyan]

思路

• 两次先进后出即为先进先出，两个栈，一个主栈，一个辅助栈
• push入主栈，peek的时候，如果辅助栈有元素，则辅助栈直接出栈，否则将主栈的元素入辅助栈，辅助栈顶出栈

代码

class MyQueue {
    mainStack: number[];
    subStack: number[];
    constructor() {
        this.mainStack = [];
        this.subStack = [];
    }

    push(x: number): void {
        this.mainStack.push(x);
    }

    pop(): number {
        const res = this.peek();
        this.subStack.pop();
        return res;
    }

    peek(): number {
        // 如果辅助栈有元素，辅助栈栈顶先出
        if (this.subStack.length) {
            return this.subStack[this.subStack.length - 1];
        } else {
            while(this.mainStack.length) {
                this.subStack.push(this.mainStack.pop());
                if (!this.mainStack.length) {
                    return this.subStack[this.subStack.length - 1];
                }
            }
        }
    }

    empty(): boolean {
        return !(this.mainStack.length || this.subStack.length);
    }
}

复杂度分析

• 时间复杂度： O(n)
• 空间复杂度：O(1)

[MiumMi]

思路

1. 声明两个数组，一个数组作为默认push填充的数组，另一个数组作为arr的倒序数组
2. 在pop的时候，优先判断倒序数组是否有值，有的话直接pop出去（此时pop的是arr的首个填充的元素）
3. 如果倒序数组没有值的话，则遍历arr，把当前arr所有元素pop进倒序数组（此时倒序数组的顺序则为arr的倒序）
4. peek方法雷同，所以这里做下优化，在pop中先调用peek处理好倒序数组，然后再直接调用倒序数组的pop

5. empty的判定则是两个数组均没有值才算是空数组

   代码

   
   class MyQueue {
   arr: number[];
   tempArr: number[];
   constructor() {
       this.arr = [];
       this.tempArr = [];
   }
   
   push(x: number): void {
       this.arr.push(x);
   }
   
   pop(): number {
       this.peek();
       return this.tempArr.pop();
   }
   
   peek(): number {
       if (this.empty()) {
           return;
       }
   
      if (!this.tempArr.length) {
           while(this.arr.length) {
               this.tempArr.push(this.arr.pop());
           }
       }
       return this.tempArr[this.tempArr.length - 1];
   }
   
   empty(): boolean {
       return !this.tempArr.length && !this.arr.length
   }
   }

/**

• Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
• var obj = new MyQueue()
• obj.push(x)
• var param_2 = obj.pop()
• var param_3 = obj.peek()
• var param_4 = obj.empty() */

  
  ---
  ### 分析
  1. 时间复杂度分析：O(n)
  2. 空间复杂度分析:  O(n)