【剑指offer-04】用两个栈来实现一个队列

问题描述

用两个栈来实现一个队列，完成队列的Push和Pop操作。 队列中的元素为int类型。

解法1

入队的时候只push到栈1，而出队的时候先将栈1中的元素全部倒入栈2，然后弹出栈2顶端元素，并将剩下的栈2全部元素弹回栈1。

import java.util.Stack;
/**
* 思路：第一个栈作为压入栈，第二个栈作为弹出栈，压入的时候只压入第一个栈，
* 弹出的时候只从第二个栈弹出，
* 弹出到第二个栈的时候，先把栈1全部弹出到栈2，然后弹出栈2顶的元素，然后再弹回去栈1
*/
public class Solution {
    Stack<Integer> stack1 = new Stack<Integer>();
    Stack<Integer> stack2 = new Stack<Integer>();
    
    public void push(int node) {
        stack1.push(node);
    }
    
    public int pop() {
        if (stack1.isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("queue is empty");
        }
        // 将栈1倒入栈2
        while(!stack1.isEmpty()) {
           stack2.push(stack1.pop());
        }
        // 弹出栈2栈顶元素
        int popData = stack2.pop();
        // 将栈2倒回栈1
        while(!stack2.isEmpty()) {
           stack1.push(stack2.pop());
        }
        
        return popData;
    }
}

入队的时间复杂度为O（1），出队时，需要将栈1倒入栈2，并将栈2倒回栈1，时间复杂度为O（n）。这种方法实现出队效率一般。

解法2

上面的做法是每次出队的时候，都要将栈1的元素放到栈2中，并且之后还要放回栈1，这样倒来倒去似乎效率有点低。

优化的思路是：每次出队的时候将栈1中元素全部放入栈2后，栈2的元素还可以用于每次出队操作，而不必每次出队都要从栈1中取，只有当栈2为空的时候，才去栈1中取。需要注意的是，每次从栈1取元素的时候，都要取出栈1中全部元素到栈2，不然会出现栈2中有些元素已经出栈但是还在栈1中存在。

import java.util.Stack;
/**
* 思路：
* 1. 第一个栈作为压入栈，第二个栈作为弹出栈，
* 2. 压入的时候只压入第一个栈，弹出的时候只从第二个栈弹出，
* 3. 弹出的时候如果栈2为空，就将栈1全部倒入，如果栈2不为空，就不需要去栈1取
* 4. 最后弹出栈2栈顶元素
*/
public class Solution {
    Stack<Integer> stack1 = new Stack<Integer>();
    Stack<Integer> stack2 = new Stack<Integer>();
    
    public void push(int node) {
        stack1.push(node);
    }
    
    public int pop() {
        // 两个栈都为空说明队列为空
        if (stack2.isEmpty() && stack1.isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("queue is empty");
        }
        // 只有当栈2为空的时候才从栈1中取出数据
        if(stack2.isEmpty()) {
            while(!stack1.isEmpty()) {
                stack2.push(stack1.pop());
            }
        }
        // 弹出栈2,栈顶的元素
        return stack2.pop();
    }
}