【LeetCode刷题日志】232.用栈实现队列

news2024/9/23 7:31:05

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1.题目描述

2.解题思路+代码实现

方法：双栈

思路及算法：

代码实现：

1.题目描述

OJ链接【leetcode 题号：232.用栈实现队列】【难度：简单】

请你仅使用两个栈实现先入先出队列。队列应当支持一般队列支持的所有操作（push、pop、peek、empty）：

实现 MyQueue 类：

void push(int x) 将元素 x 推到队列的末尾
int pop() 从队列的开头移除并返回元素
int peek() 返回队列开头的元素
boolean empty() 如果队列为空，返回 true ；否则，返回 false

说明：

你只能使用标准的栈操作 —— 也就是只有 push to top, peek/pop from top, size, 和 is empty 操作是合法的。
你所使用的语言也许不支持栈。你可以使用 list 或者 deque（双端队列）来模拟一个栈，只要是标准的栈操作即可。

示例 1：

输入：
["MyQueue", "push", "push", "peek", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出：
[null, null, null, 1, 1, false]

解释：
MyQueue myQueue = new MyQueue();
myQueue.push(1); // queue is: [1]
myQueue.push(2); // queue is: [1, 2] (leftmost is front of the queue)
myQueue.peek(); // return 1
myQueue.pop(); // return 1, queue is [2]
myQueue.empty(); // return false

提示：

1 <= x <= 9
最多调用 100 次 push、pop、peek 和 empty
假设所有操作都是有效的（例如，一个空的队列不会调用 pop 或者 peek 操作）

进阶：

你能否实现每个操作均摊时间复杂度为 O(1) 的队列？换句话说，执行 n 个操作的总时间复杂度为 O(n) ，即使其中一个操作可能花费较长时间。

2.解题思路+代码实现

方法：双栈

思路及算法：

将一个栈当作输入栈，用于压入push传入的数据；另一个栈当作输出栈，用于 pop和peek操作。

每次pop或peek时，若输出栈为空则将输入栈的全部数据依次弹出并压入输出栈，这样输出栈从栈顶往栈底的顺序就是队列从队首往队尾的顺序。

代码实现：

typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
	STDataType* a;
	int top;
	int capacity;
}ST;
 
void STInit(ST* pst)
{
	assert(pst);
	pst->a = NULL;
	pst->top = 0;
	pst->capacity = 0;
}
 
void STDestroy(ST* pst)
{
	assert(pst);
	free(pst->a);
	pst->a = NULL;
	pst->top = 0;
	pst->capacity = 0;
}
 
void STPush(ST* pst, STDataType x)
{
	if (pst->top == pst->capacity) {
		int newCapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity * 2;
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->a, newCapacity * sizeof(STDataType));
		if (tmp == NULL) {
			perror("realloc fail");
			return;
		}
		pst->a = tmp;
		pst->capacity = newCapacity;
	}
	pst->a[pst->top] = x;
	pst->top++;
}
 
bool STEmpty(ST* pst)
{
	assert(pst);
	return pst->top == 0;
}
 
void STPop(ST* pst)
{
	assert(pst);
	assert(!STEmpty(pst));
	pst->top--;
}
 
STDataType STTop(ST* pst)
{
	assert(pst);
	assert(!STEmpty(pst));
	return pst->a[pst->top - 1];
}
 
int STSize(ST* pst)
{
	assert(pst);
	return pst->top;
}
 
//------以下为OJ提供-------
 
typedef struct {
	ST pushst;
	ST popst;
} MyQueue;
 
MyQueue* myQueueCreate() {
	MyQueue* obj = (MyQueue*)malloc(sizeof(MyQueue));
	if (obj == NULL) {
		perror("malloc fail");
		return 0;
	}
	STInit(&obj->pushst);
	STInit(&obj->popst);
	return obj;
}
 
void myQueuePush(MyQueue* obj, int x) {
	STPush(&obj->pushst, x);
}
 
int myQueuePop(MyQueue* obj) {
	int front = myQueuePeek(obj);
	STPop(&obj->popst);
	return front;
}
 
int myQueuePeek(MyQueue* obj) {
	if (STEmpty(&obj->popst)) {
		while (!STEmpty(&obj->pushst)) {
			STPush(&obj->popst, STTop(&obj->pushst));
			STPop(&obj->pushst);
		}
	}
	return STTop(&obj->popst);
}
 
bool myQueueEmpty(MyQueue* obj) {
	return STEmpty(&obj->pushst) && STEmpty(&obj->popst);
}
 
void myQueueFree(MyQueue* obj) {
	STDestroy(&obj->pushst);
	STDestroy(&obj->popst);
	free(obj);
}

/**
 * Your MyQueue struct will be instantiated and called as such:
 * MyQueue* obj = myQueueCreate();
 * myQueuePush(obj, x);
 
 * int param_2 = myQueuePop(obj);
 
 * int param_3 = myQueuePeek(obj);
 
 * bool param_4 = myQueueEmpty(obj);
 
 * myQueueFree(obj);
*/

复杂度分析