1. 题目介绍（225. 用队列实现栈）

请你仅使用两个队列实现一个后入先出（LIFO）的栈，并支持普通栈的全部四种操作（push、top、pop 和 empty）。

实现 MyStack 类：

void push(int x) 将元素 x 压入栈顶。
int pop() 移除并返回栈顶元素。
int top() 返回栈顶元素。
boolean empty() 如果栈是空的，返回 true ；否则，返回 false 。

注意：

你只能使用队列的基本操作 —— 也就是 push to back、peek/pop from front、size 和 is empty 这些操作。
你所使用的语言也许不支持队列。你可以使用 list （列表）或者 deque（双端队列）来模拟一个队列 , 只要是标准的队列操作即可。

【测试用例】：
示例：

输入：
[“MyStack”, “push”, “push”, “top”, “pop”, “empty”]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出：
[null, null, null, 2, 2, false]

解释：
MyStack myStack = new MyStack();
myStack.push(1);
myStack.push(2);
myStack.top(); // 返回 2
myStack.pop(); // 返回 2
myStack.empty(); // 返回 False

【条件约束】：

提示：

1 <= x <= 9
最多调用100 次 push、pop、top 和 empty
每次调用 pop 和 top 都保证栈不为空

【跟踪】：

进阶：你能否仅用一个队列来实现栈。

2. 题解

2.1 两个队列实现栈 – O(n)

时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n)

class MyStack {
    // 1. 定义两个队列对象
    private Queue<Integer> queue1;
    private Queue<Integer> queue2;
    // 2. 定义一个变量，用于记录当前的queue元素长度
    private int curSize = 0;
    // 3. 构造方法，创建队列对象
    public MyStack() {
        queue1 = new LinkedList<>();
        queue2 = new LinkedList<>();
    }
    // 4. 入栈方法，如果哪个队列有值先添加到哪个，默认添加queue1
    public void push(int x) {
        if (!queue1.isEmpty()) queue1.offer(x);
        else if (!queue2.isEmpty()) queue2.offer(x);
        else queue1.offer(x);
    }
    // 5. 出栈方法
    public int pop() {
        // 判空
        if (empty()) return -1;
        // 至少有一个非空
        // 当queue1非空时，将queue1中size-1的元素出队存入queue2
        // 循环结束，queue1中只剩下一个元素，即栈顶元素（最后添加的元素）
        if (!queue1.isEmpty()){
            curSize = queue1.size();
            for (int i = 0; i < curSize-1; i++){
                queue2.offer(queue1.poll());
            }
            return queue1.poll();
        // queue1为空，说明queue2非空，步骤基本同上
        }else {
            curSize = queue2.size();
            for (int i = 0; i < curSize-1; i++){
                queue1.offer(queue2.poll());
            }
            return queue2.poll();
        }
    }
    // 6. 返回栈顶方法
    public int top() {
        // 定义一个临时值变量，用于记录queue出队值
        int ret = -1;
        // 判空
        if (empty()) return -1;
        // 至少有一个非空
        // 当queue1非空时，将queue1中所有的元素出队存入queue2
        // 同时通过临时值变量ret记录出队值，循环结束返回ret，即为栈顶元素
        if (!queue1.isEmpty()){
            curSize = queue1.size();
            for (int i = 0; i < curSize; i++){
                //System.out.println(queue1.size());
                ret = queue1.poll(); 
                queue2.offer(ret);
            }
            System.out.println(ret);
            return ret;
        // queue1为空，说明queue2非空，步骤基本同上
        }else {
            curSize = queue2.size();
            for (int i = 0; i < curSize; i++){
                ret = queue2.poll(); 
                queue1.offer(ret);
            }
            return ret;
        }
    }
    // 判空方法，queue1与queue2全为空，则为空
    public boolean empty() {
        return queue1.isEmpty() && queue2.isEmpty();
    }
}

/**
 * Your MyStack object will be instantiated and called as such:
 * MyStack obj = new MyStack();
 * obj.push(x);
 * int param_2 = obj.pop();
 * int param_3 = obj.top();
 * boolean param_4 = obj.empty();
 */

在这里插入图片描述
改进：（官方题解）

这里的改进点在于：push方法的巧妙设置，数据首先会存入queue2，并检查queue1是否为空，如果不为空，则将queue1中的元素全部出队，并存入queue2；然后借助临时变量交换queue1和queue2，保证每次push方法后，queue2始终为空，queue1为真正的栈结构，做到后进先出。

class MyStack {
    Queue<Integer> queue1;
    Queue<Integer> queue2;

    /** Initialize your data structure here. */
    public MyStack() {
        queue1 = new LinkedList<Integer>();
        queue2 = new LinkedList<Integer>();
    }
    
    /** Push element x onto stack. */
    public void push(int x) {
        queue2.offer(x);
        while (!queue1.isEmpty()) {
            queue2.offer(queue1.poll());
        }
        Queue<Integer> temp = queue1;
        queue1 = queue2;
        queue2 = temp;
    }
    
    /** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
    public int pop() {
        return queue1.poll();
    }
    
    /** Get the top element. */
    public int top() {
        return queue1.peek();
    }
    
    /** Returns whether the stack is empty. */
    public boolean empty() {
        return queue1.isEmpty();
    }
}

2.2 一个队列实现栈 – O(n)

时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n)
在这里插入图片描述
核心方法：当有新元素加入时，将原来的元素依次出队并重新入队，让队列中的元素始终保持倒序的状态。

class MyStack {
    Queue<Integer> queue;

    /** Initialize your data structure here. */
    public MyStack() {
        queue = new LinkedList<Integer>();
    }
    
    /** Push element x onto stack. */
    public void push(int x) {
        int n = queue.size();
        queue.offer(x);
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            queue.offer(queue.poll());
        }
    }
    
    /** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
    public int pop() {
        return queue.poll();
    }
    
    /** Get the top element. */
    public int top() {
        return queue.peek();
    }
    
    /** Returns whether the stack is empty. */
    public boolean empty() {
        return queue.isEmpty();
    }
}