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007-用两个栈实现队列

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#链接

牛客OJ:用两个栈实现队列

九度OJ:http://ac.jobdu.com/problem.php?pid=1512

GitHub代码: 007-用两个栈实现队列

CSDN题解:剑指Offer--007-用两个栈实现队列

牛客OJ 九度OJ CSDN题解 GitHub代码
用两个栈实现队列 1512-用两个栈实现队列 剑指Offer--007-用两个栈实现队列 006-重建二叉树

**您也可以选择[回到目录-剑指Offer--题集目录索引](http://blog.csdn.net/gatieme/article/details/51916802)**

#题意

题目描述

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。

#分析

始终维护s1作为存储空间,以s2作为临时缓冲区

  • 入队时,将元素压入s1。

  • 出队时,将s1的元素逐个“倒入”(弹出并压入)s2,将s2的顶元素弹出作为出队元素,之后再将s2剩下的元素逐个“倒回”s1。

见下面示意图:

用两个栈模拟队列

上述思路,可行性毋庸置疑。但有一个细节是可以优化一下的。即:在出队时,将s1的元素逐个“倒入”s2时,原在s1栈底的元素,不用“倒入”s2(即只“倒”s1.Count()-1个),可直接弹出作为出队元素返回。这样可以减少一次压栈的操作。约有一半人,经提示后能意识到此问题。

上述思路,有些变种,如:

  • 入队时,先判断s1是否为空,如不为空,说明所有元素都在s1,此时将入队元素直接压入s1;如为空,要将s2的元素逐个“倒回”s1,再压入入队元素。

  • 出队时,先判断s2是否为空,如不为空,直接弹出s2的顶元素并出队;如为空,将s1的元素逐个“倒入”s2,把最后一个元素弹出并出队。 有些人能同时想到大众方法和变种,应该说头脑还是比较灵光的。

相对于第一种方法,变种的s2好像比较“懒”,每次出队后,并不将元素“倒回”s1,如果赶上下次还是出队操作,效率会高一些,但下次如果是入队操作,效率不如第一种方法。我有时会让面试者分析比较不同方法的性能。我感觉(没做深入研究),入队、出队操作随机分布时,上述两种方法总体上时间复杂度和空间复杂度应该相差无几(无非多个少个判断)。

但是每次倒来倒去的还是效率不太好,因此我们思考出了如下的变种

始终维护s1作为输入栈,以s2作为输出栈

  • 入队时,将元素压入s1。

  • 出队时,判断s2是否为空,如不为空,则直接弹出顶元素;如为空,则将s1的元素逐个“倒入”s2,把最后一个元素弹出并出队。 这个思路,避免了反复“倒”栈,仅在需要时才“倒”一次。但在实际面试中很少有人说出,可能是时间较少的缘故吧。

#代码

#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;

//  调试开关
#define __tmain main

#ifdef __tmain

#define debug cout

#else

#define debug 0 && cout

#endif // __tmain

class Solution
{
public:
    void push(int node)
    {
        stackIn.push(node);
    }

    int pop()
    {
        int node = -1;

        //  两个栈都是NULL的时候,整个队列为空
        if(this->empty( ) == true)
        {
            debug <<"整个队列为NULL" <<endl;

            return -1;
        }
        else
        {
            //  否则队列中有元素
            //  此时分两种情况,
            //  当输出栈不为空的时候, 直接将输出栈中元素弹出即可
            //  当输出栈为NULL, 但是输入栈不为空的时候,需要将输入栈的元素全部倒入输出栈中

            if(stackOut.empty() == true)     //  此时输出栈为空, 输入栈必不为空
            {
                //  此时缓冲栈(输出栈)中没有元素
                //  需要将输入栈中的元素倒入输出栈
                // 看输入栈中有没有元素

                //  否则将元素从输入栈导入输出栈
                while(stackIn.empty( ) != true)
                {
                    node = stackIn.top( );
                    stackIn.pop( );
                    stackOut.push(node);
                    debug <<node <<"导入输出栈" <<endl;
                }
            }

            node = stackOut.top( );
            stackOut.pop( );

            debug <<"队头元素" <<node <<endl;
        }

        return node;
    }

    bool empty( )
    {
        return (stackIn.empty() == true && stackOut.empty() == true);
    }

private:
    stack<int> stackIn;
    stack<int> stackOut;
};


int __tmain( )
{
    Solution solu;
    solu.push(1);
    solu.push(2);
    solu.push(3);
    solu.push(4);

    int node;
    while(solu.empty() != true)
    {

        cout <<solu.pop( );
    }

    return 0;
}