劍指offer之用兩個棧實現隊列(C++/Java雙重實現)

1.問題描述

用兩個棧實現一個隊列。隊列的聲明如下，請實現它的兩個函數 appendTail 和 deleteHead ，分別完成在隊列尾部插入整數和在隊列頭部刪除整數的功能。(若隊列中沒有元素，deleteHead 操作返回 -1 )
示例 1：
輸入：
[“CQueue”,“appendTail”,“deleteHead”,“deleteHead”]
[[],[3],[],[]]
輸出：[null,null,3,-1]
示例 2：
輸入：
[“CQueue”,“deleteHead”,“appendTail”,“appendTail”,“deleteHead”,“deleteHead”]
[[],[],[5],[2],[],[]]
輸出：[null,-1,null,null,5,2]
提示：
1 <= values <= 10000
最多會對 appendTail、deleteHead 進行 10000 次調用.

2.問題分析

我們引入兩個棧如下

根據棧先進後出的特性，我們每次往第一個棧裏插入元素後，第一個棧的底部元素是最後插入的元素，第一個棧的頂部元素是下一個待刪除的元素。爲了維護隊列先進先出的特性，我們引入第二個棧，用第二個棧維護待刪除的元素，在執行刪除操作的時候我們首先看下第二個棧是否爲空。如果爲空，我們將第一個棧裏的元素一個個彈出插入到第二個棧裏，這樣第二個棧裏元素的順序就是待刪除的元素的順序，要執行刪除操作的時候我們直接彈出第二個棧的元素返回即可。

3.代碼實現

3.1C++代碼

class CQueue {
    stack<int> stack1,stack2;
public:
    CQueue() {
     
    }
    void appendTail(int value) {
        stack1.push(value);//在棧頂增加元素
    }
    
    int deleteHead() {
        // 如果第二個棧爲空
        if (stack2.empty()) {
            while (!stack1.empty()) {
                stack2.push(stack1.top());//top()返回棧頂元素
                stack1.pop();//pop()移除棧頂元素
            }
        } 
        if (stack2.empty()) {
            return -1;
        } else {
            int deleteItem = stack2.top();
            stack2.pop();
            return deleteItem;
        }
    }
};

3.2Java代碼實現

class CQueue {
    LinkedList<Integer> stack1;
    LinkedList<Integer> stack2;
    
    public CQueue() {
        stack1 = new LinkedList<Integer>();
        stack2 = new LinkedList<Integer>();
    }
    
    public void appendTail(int value) {
        stack1.push(value);
    }
    
    public int deleteHead() {
        // 如果第二個棧爲空
        if (stack2.isEmpty()) {
            while (!stack1.isEmpty()) {
                stack2.push(stack1.pop());
            }
        } 
        if (stack2.isEmpty()) {
            return -1;
        } else {
            int deleteItem = stack2.pop();
            return deleteItem;
        }
    }
}