剑指 Offer 09.用两个栈实现队列
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今天分享的题目来源于 LeetCode 上的剑指 Offer 系列 面试题 09.用两个栈实现队列。
题目汇总链接：https://www.algomooc.com/jianzhioffer
一、题目描述
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
二、题目解析
我用大白话来翻译一下 示例 2。
["CQueue","deleteHead","appendTail","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
这个表示每一次操作的集合数组
[[],[],[5],[2],[],[]]
这个表示每一次操作后对应的参数的集合数组
1、CQueue
首先初始化，没有参数，所以是 []，然后我们注意到 CQueue() 函数是没有返回值的，用 null 来表示（不要问我为什么用 null 表示。。。）
2、deleteHead
删除操作，没有参数，所以是 []，根据题意若队列中没有元素，deleteHead 操作返回 -1 ，所以输出值为 -1 。
3、appendTail
插入操作，有参数，此时是 **5 **，并且 appendTail() 函数没有返回值的，用 null 来表示。
4、appendTail
插入操作，有参数，此时是 **2 **，并且 appendTail() 函数没有返回值的，用 null 来表示。
5、deleteHead
删除操作，没有参数，所以是 []，此时队列中有元素，先进入的是 5，后进入的是 2，根据队列 先进先出 的性质，元素 5 出列，所以返回值是 5 。
6、deleteHead
删除操作，没有参数，所以是 []，此时队列中有元素，只有元素 2，所以返回值是 2 。
基本上看完上面的大白话翻译就可以理解题意，解决问题也不难了。
入队操作
如果是栈的插入操作，那我们可以把元素都先插入到 stack1 中，也就实现了队列的 入队操作 。
出队操作
- 当 stack2 中不为空时，直接操作，此时在 stack2 中的栈顶元素是最先进入队列的元素，返回该元素即可；
- 如果 stack2 为空且 stack1 也为空，返回 -1；
- 如果 stack2 为空且 stack1 不为空，首先需要把 stack1 中的元素逐个弹出并压入到 stack2 中，然后返回 stack2 的栈顶元素即可。
三、动画描述
四、图片描述
五、参考代码
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class CQueue {
LinkedList<Integer> stack1;
LinkedList<Integer> stack2;
public CQueue() {
// 初始化 stack1 与 stack2
stack1 = new LinkedList<Integer>();
stack2 = new LinkedList<Integer>();
}
public void appendTail(int value) {
// 直接将元素存放到 stack1 中
stack1.addLast(value);
}
public int deleteHead() {
// stack2 栈不为空，直接操作，返回 stack2 的栈顶元素
if(!stack2.isEmpty()) {
return stack2.removeLast();
}
// 走到这一步的时候，stack2 是为空的状态
// 根据题意，当 stack1 为空时，直接返回 -1
if(stack1.isEmpty()){
return -1;
}
// 将 stack1 中的元素依次倒序放入 stack2 中
while(!stack1.isEmpty()){
stack2.addLast(stack1.removeLast());
}
// 返回 stack2 的栈顶元素
return stack2.removeLast();
}
}
六、复杂度分析
插入元素操作
- 时间复杂度：O(N)。插入元素时，对于已有元素，每个元素都要弹出栈两次，压入栈两次，因此是线性时间复杂度。
- 空间复杂度：O(N)。需要使用额外的空间存储已有元素。
删除元素操作
- 时间复杂度：O(1)。判断元素个数和删除队列头部元素都使用常数时间。
- 空间复杂度：O(1)。从第一个栈弹出一个元素，使用常数空间。
七、相关标签
-
栈
-
队列
