剑指Offer 09.用两个栈实现队列

题目:

用两个栈实现一个队列。队列的声明如下,请实现它的两个函数appendTail 和 deleteHead,分别完成在队列尾部插入整数和在队列头部删除整数的功能。(若队列中没有元素,deleteHead操作返回-1)

示例1:

输入:
["CQueue","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[3],[],[]]
输出:
[null,null,3,-1]

示例2:

输入:
["CQueue","deleteHead","appendTail","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[],[5],[2],[],[]]
输出:
[null,-1,null,null,5,2]

提示:

  • 1 <= values <= 10000
  • 最多会对 appendTail、deleteHead 进行 10000 次调用

(我打开力扣,第一天准备开始刷题,app让我做一个简单的题,我看了一遍,人傻了,题都读不懂,又读了两遍,我感觉我可能是傻子,我笑了,看到简单类型的就怀疑人生!!)


我看了评论才明白题目的意思:

示例1:
输入:
["CQueue","appendTail","deleteHead","deleteHead"]这里是要执行的方法,从左到右执行.
[[],[3],[],[],]对应上面的方法,是上面方法的参数。CQueue和deleteHead方法不需要指定数字,只有添加才需要指定数字
1.创建队列,返回值为null。
2.将3压入栈,返回值为null。
3.将栈底的元素删除,也就是消息队列中先进来的元素,所以是deleteHead,返回该元素的数值,所以为3。
4.继续删除栈底的元素,但是没有元素了,所以返回-1
所以就有了下面的输出输出:[nul,null,3,-1]。

示例2:
输入:
["CQueue", "deleteHead","appendTail","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[],[5],[2],[],[]]
1.创建队列,返回值为null。
2.删除栈底的元素,但是没有元素,所以返回-1。
3.把5压入栈,返回null。
4.把2压入栈,返回null。
5.删除栈底的一个元素,也就是消息队列中先进来的元素,所以deleteHead,就是最先进来的5,返回值为5。
6.删除栈底的一个元素,就是后进来的2,返回值为2。
所以就有了下面的输出
输出: [null,-1,null,null,5,2]
有没有发现先进来的数字,首先显示出来了,但是题目中说要使用栈,栈是先进后出的,使用栈来实现先进先出,在这里使用两个栈就好了,从一个进来再到另一一个栈,这样顺序就是先进先出了。题目的主旨写在第一句,就是,使用两个栈实现-个队列。


题解:
  • 栈无法实现队列功能: 栈底元素(对应队首元素)无法直接删除,需要将上方所有元素出栈;
  • 双栈可实现列表倒序: 设有含三个元素的栈 A = [1,2,3]和空栈 B = []。若循环执行A元素出栈并添加入栈B,直到栈A为空,则A = [], B = [3,2,1],即栈B元素实现栈A元素倒序 。
  • 利用栈 B 删除队首元素: 倒序后,B执行出栈则相当于删除了 A的栈底元素,即对应队首元素。
解题思路:

题目只要求实现加入队尾appendTail() 和 删除队首deleteHead() 两个函数的正常工作,因此我们可以设计栈 A 用于加入队尾操作,栈 B 用于将元素倒序,从而实现删除队首元素。

解题步骤

1.加入队尾 appendTail()函数: 将数字 val 加入栈 A 即可。

2.删除队首deleteHead()函数: 有以下三种情况:

  • 当栈 B 不为空: B中仍有已完成倒序的元素,因此直接返回 B 的栈顶元素。
  • 否则,当 A 为空: 即两个栈都为空,无元素,因此返回 −1 。
  • 否则: 将栈 A 元素全部转移至栈 B 中,实现元素倒序,并返回栈 B 的栈顶元素。

代码演示:第一种

import java.util.LinkedList;

public class CQueue {
     LinkedList<Integer> stack1;
     LinkedList<Integer> stack2;

    public CQueue() {
        stack1 = new LinkedList<>();  //栈A
        stack2 = new LinkedList<>();  //栈B
    }

    public void appendTail(int value){
        stack1.addLast(value);
    }

    public int deleteHead(){
        if(!stack2.isEmpty()){  //当栈B不为null时,说明栈B有值,将栈顶元素移除即可
            return stack2.removeLast();
        }
        else if (stack1.isEmpty()) { //当栈B为null时,判断栈A是否为空,当栈A为空时,返回-1.
            return -1;
        }
        while (!stack1.isEmpty()){  //否则栈A不为空,栈B为空,将栈A元素一一弹出,在压入到栈B中
            stack2.addLast(stack1.removeLast());
        }
        return stack2.removeLast();  //移除栈B的栈顶元素。
    }
}

代码演示:第二种


import java.util.LinkedList;

public class CQueue {
     LinkedList<Integer> stack1;
     LinkedList<Integer> stack2;

    public CQueue() {
        stack1 = new LinkedList<>();  //栈A
        stack2 = new LinkedList<>();  //栈B
    }

    public void appendTail(int value){
        stack1.addLast(value);
    }

    public int deleteHead(){
        if(!stack2.isEmpty()){  //当栈B不为null时,说明栈B有值,将栈顶元素移除即可
            return stack2.removeLast();
        }
        else if (stack1.isEmpty()) { //当栈B为null时,判断栈A是否为空,当栈A为空时,返回-1.
            return -1;
        }
        while (!stack1.isEmpty()){  //否则栈A不为空,栈B为空,将栈A元素一一弹出,在压入到栈B中
            stack2.addLast(stack1.removeLast());
        }
        return stack2.removeLast();  //移除栈B的栈顶元素。
    }
}
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